автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Модели и методы синтеза оптимальных типовых модульных систем обработки данных в автоматизированных информационно-управляющих системах

РГб од

1 П ШОП 1995 Российская академия наук Институт проблем управления

на правах рукописи

г-

КОСЯЧЕНКО Станислав Анатольевич

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНЫХ ТИПОВЫХ МОДУЛЬНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ЮЙЮРМАЩОННО-УПРАВЛЯЩИХ СИСТЕМАХ

Специальность: 05.13.06 - Автоматизированные

системы управления

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 1995

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

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Татарников D.A.

- доктор технических наук, профессор Лотоцкий В.А.

- доктор технических наук, профессор Соловьев U.M.

Ведущее предприятие: Институт автоматизации проектирования РАН.

V

Защита состоится и_"_1995г. в _час. на

заседании Специализированного совета Д.002.68.02 при Институте проблем управления по адресу: II7342, Москва, Профсоюзная ул.65

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем управления РАН.

Автореферат разослан " " 1995г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор технических наук

В.К.Акинфнев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из характерных особенностей современного этапа научно - технического прогресса является широкое и интенсивное использование математических методов, средств информатики и вычислительной техники в системах управления. Разрабатывается, вводится в действие и модернизируется большое число автоматизированных информационно - управляющих систем (АИУС) в самых различных отраслях народного хозяйства России и стран СНГ. В это» связи повышение качества и эффективности создаваемых систем, сокращение сроков и затрат на их разработку и внедрение являются важными народно - хозяйственными задачами.

Эффективное использование вычислительной техники в АИУС требует значительных трудозатрат на создание программного и информационного обеспечения соответствующих систем обработки данных (СОД). Одним из направлений повышения эффективности создаваемых в массовом масштабе систем является использование при их разработке принципов модульности и типизации, реализуемых применением адекватных экономическим и организационным условиям моделей и методов синтеза типовых модульных систем обработки данных.

Под типизацией при разработке СОД в АИУС понимается процесс анализа требований и характеристик заданного множества объектов автоматизации (задач обработки данных) и выбора методов сведения многообразия индивидуальных проектных решений к ограниченному множеству типовых решений, достаточно эффективно реализующих требования объектов автоматизации.

Возможности синтеза типовых решений при- проектировании СОД основаны на существовании достаточной степени общности технологий решения задач обработки данных в АИУС. Использование принцгаюв модульности и типизация при разработка СОД позволяет свести их проектирование к синтезу систем функционально независимых типовых модулей, совместно реализующих заданное множество функций на множестве выбранных объектов автоматизации с требуемой эффективностью.

Основные преимущества разработки СОД с использованием методов синтеза системы типовых программных модулей и информационных

массивов заключаются в следующем: уменьшаются общие затраты . и время разработки и внедрения системы за счет одшлфатного проектирования и многократногоиспользования синтезированных типовых модулей; увеличивается надежность созданного программного обеспечения благодаря многократной проверке типовых модулей; значительно облегчаются тиражирование и последующая эксплуатация системы, подготовка конечных пользователей; повышается научный потенциал и квалификация разработчиков за счет сравнительного анализа и обобщения большого числа систем и задач обработки данных: существенно увеличивается степень автоматизации этапов предпроектного анализа и технического проектирования СОД.

По отечественным и зарубежным данным затраты и общее время разработки и внедрения типовых модульных СОЛ в АНУС сокращаются не менее, чем в 1.5 - 2 раза по сравнению с традиционным индивидуальным проектированием систем, ориентированном на автоматизацию отдельных задач обработки данных.

Имеющиеся в отечественной и зарубежной литературе публикации по отдельным аспектам проблемы типизации проектных решений при создании АИУС отражают в основном опыт разработки систем для так называемых базовых объектов, характеризующихся наиболее полным набором требований к системе обработки данных. В них не рассмотрены общий подход и методология типового модульного проектирования, базирующиеся на анализе общности требований и характеристик заданного множества задач обработки данных, выявлении их общих и специфических частей и последующем синтезе системы типовых модулей с использованием методов оптимизации.

Крупные масштабы работ по созданию и внедрению СОД в АИУС, необходимость автоматизации большого числа задач переработки информации и управления, близких по технологии решения, отсутствие единой методологии, теоретических основ, моделей и методов автоматизации разработки типовых модульных СОД обусловливают высокую актуальность выполненных научных исследований.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с координационными планами научных исследований АН СССР по комплексной проблеме "Киберентика" на 1981-1985 гг.и на 1986-1990 гг. (раздел 1.12.4 "Разработка методологии проектирования проблемно-ориентированных АСУ); в рамках Общесоюзной научно-технической программа ГК ВТИ (0.80.21) на I985-1990 гг. "Разработка и внедрение комплексов типовых прикладных программных

средств общесистемного и функционального назначения, прогрессивной технологии и автоматизированных систем проектирования АСУ"; планами научных работ Института проблем управления по темам: 19-84 "Автоматизация проектирования типовых модульных

информационно-управлящих систем"; 19-86 "Методы синтеза типовых модульных систем работки данных в АСУ"; заданием 2.11 "Разработка теоретических основ и промышленной технологии автоматизированного проектирования информационного и программного обеспечения на базе типовых модульных СОД" в рамках комплексной программы НШ СЭВ.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка теоретических основ, моделей и вычислительных методов, а также методологии их практического использования при анализе требований пользователей АДОС к системам обработки данных и синтезе оптимальной типовой структуры программного и информационного обеспечения локальных и распределенных модульных СОД на этапе их технического проектирования.

Методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены и математически обоснованы с использованием аппарата теории графов, теории мнокеств, матричной алгебры, теории автоматической классификации, теории активных систем и методов математического программирования.

Научная новизна состоит в том, что впервые: - разработаны общий подход и универсальная стратегия типового модульного проектирования, включающая анализ общности технологий решения заданного множества задач обработки данных, выявление их общих и специфических частей и последующий синтез структуры типовых модульных СОД в АНУС с использованием методов оптимизации. Предложенный подход базируется на введенных понятиях и определениях функционального типового модуля обработки данных, интегрированного графа технологий, уровней тиговосга программных модулей и информационных массивов СОД, областей типового и индивидуального проектирования и заключается в последовательном использовании разработанных моделей и методов анализа и оптимизации структуры программного и информационного обеспечения модульных СОД на этапах предпроектного обследования и технического проектирования с целью повышения эффективности типовых проектных решений, сокращения затрат и сроков разработки систем;

- разработана общая методика анализа технологий решения

множества задач обработки данных, основанная на выделении по функциональным и технологическим признакам множества задач одного класса, определении параметров и мер их общности, процедурах кластеризации и построения структуры интегрированного графа технологий. В рамках методики формализованы процедуры выделения подмножеств задач и подграфов интегрированного графа технологий, характеризующихся различными уровнями типовости, а также процедуры формирования исходных данных и ограничений, используемых при синтезе оптимальной структуры типовых модульных СОД;

- разработаны методы и процедуры анализа предметных областей и запросов пользователей, обеспечивающие выделение и определение характеристик типовых и специфических сегментов данных для синтеза оптимальной ..типовой логической структуры информационного обеспечения распределенных модульных СОД (распределенной базы данных);

- разработана формализованные постановки задач синтеза оптимальных структур типовых модульных СОД с использованием общесистемных и минимаксных критериев стоимостного, временного и технологического типа применительно к организационным системам полностью централизованного и частично централизованного типового проектирования;

поставлены и решены задачи оптимизации структуры программного и информационного обеспечения модульных СОД РВ различной конфигурации, использупцих различные дисциплины обслуживания поступающих заявок на решение задач обработки данных;

- поставлены и решены задачи синтеза оптимальных типовых логических структур распределенных баз данных СОД с использованием критериев оптимизации общесистемного и минимаксного типов с целевой функцией, задаваемой на множестве типовых сегментов данных;

- полученные теоретические результаты использованы для решения практических задач разработки оптимальных структур типовых модульных СОД в АИУС, имепцих важное народнохозяйственное значение.

Разработанные теоретические положения, модели, методы и алгоритмы анализа и синтеза по сравнению с ранее используемыми методами проектирования, ориентированными в основном на индивидуальную разработку и опыт разработчиков, позволяют формализовать, алгоритмизировать и автоматизировать основные

операции процесса проектирования оптимальных типовых модульных СОД в АИУС различного класса и назначения.

Практическая ценность. Разработанные в диссертации методологический подход, модели и методы синтеза оптимальных типовых модульных СОД позволяют на основе формализованного анализа технологий решения множества задач функциональных подсистем АИУС синтезировать оптимальную типовую структуру программного и информационного обеспечения АИУС по общесистемным и минимаксным критериям оптимизации.Использование разработанного комплекса методов, алгоритмов и программ анализа и синтеза типовых модульных СОД позволяет снизить трудоемкость и приведенные общие затраты на их разработку и внедрение, в зависимости от уровня типовости систем, на 50-70Ж.Разработанные алгоритмы реализованы на языке Ф0РГРАН-1У и могут быть использованы при разработке программного и информационного обеспечения типовых модульных СОД в отраслевых автоматизированных системах управления и информационно-управляющих системах производственных и научно-производственных объединений, научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций, а так же в вычислительных центрах, разрабатывающих, внедряющих и эксплуатирующих системы обработки данных на ЭВМ и средства их автоматизированного проектирования.

Внедрение. Эффективность разработанных в диссертационной работе моделей и методов анализа и синтеза типовых модульных СОД подтверждена положительным опытом их широкого использования в различных отраслях народного хозяйства при проектировании ряда АСУ и АИУС. При непосредственном участии автора они внедрены при разработке типовой автоматизированной системы управления метрополитенами страны (АСУ "Метро"), типовых подсистем АСУ-Тяжмаш-11, РАСУ-Быт, АСУ "Ергорсовет", АСУ Гродненского ПО "Азот", АСУ Сумского ПО, национальнной автоматизированной системы управления страхованием в Венгерской республике и ряда других систем.

Опыт практического использования результатов исследований, выполненных в диссертации, обобщен и положен в основу следующих методических материалов, разработанных по заданиям ГКНТ СССР: "Методика анализа множества задач обработки данных в интегрированных автоматизированных системах управления" (01.Д2), "Методические указания по синтезу типовых модульных СОД в ИАСУ" (02.Д2), "Методические указания по синтезу логических и

физических структур баз данных в ИАСУ" (03.Д2).

Суммарный подтвержденный экономический эффект от внедрения результатов диссертации составил около 2,0 млн. рублей и 4 млн. форинтов (в ценах 1990 г.).

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

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуздались на ТШ и X Всесоюзных совещаниях по проблемам управления (Таллинн, 1980; Алма-Ата, 1986); Всесоюзной конференции "Автоматизация разработки программного обеспечения АСУ и информационно-вычислительных систем" (Москва, 1977); Всесоюзных семинарах-совещаниях по управлению большими системами (Алма-Ата, 1978, 1983); IV Всесоюзном симпозиуме "Проблемы системотехники" (Ленинград, 1978); Всесоюзном совещании по автоматизации проектирования систем управления (Суздаль, 1979); Всесоюзном семинаре по системам управления перераспределением ресурсов (Москва, 1979); Всесоюзном совещании по оптимизационным задачам в АСУ (Нальчик, 1981); Всесоюзных семинарах по методам синтеза типовых модульных систем обработки данных (Звенигород, 1981, 1985); Школе-семинаре по проблемам управления качеством продукции (Москва, 1983); Международной конференции "Диагностическое обеспечение цифровых систем" (Брно, 1983); Всесоюзной конференции по автоматизации проектирования систем управления (Ереван, 1984); Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства решения задач в интегрированных АСУ" (Ташкент, 1984); Национальной конференции с международным участием "Надежность электронно-вычислительных машин и систем" (София, 1984); УШ Международной конференции "Системы, допускающие неисправности, и диагностика" (Катовице, 1985); X Всесоюзном совещании-семинаре "Управление иерархическими активными системами" (Тбилиси, 1986); Мевдународных конференциях "Компоконтроль" (Москва, 1987; Братислава, 1989); Всесоюзной научно-технической конференции "Системы управления и средства автоматизации в агропромышленном комплексе" (Кишинев, 1987); семинаре ИФАК/КМАКС "Автоматизация проектирования систем управления" (Алма-Ата, 1989); Ш Всесоюзном совещании по распределенным автоматизированным системам массового обслуживания (Винница, 1990); Всесоюзном совещании "Экспертные системы" (Суздаль, 1990).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 50

печатных работ, в том числе четыре монографии.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, списка литературы и приложений.

Работа содержит 361 стр., в том числе 305 стр. машинописного текста, 32 рис., £ таблиц, а такке список литературы (/Рстр., яаяменования).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы, «формулированы цель исследований и основные проблемы, рассматриваемые в работе. Описаны структура диссертационной работы, взаимосвязь и краткое содержание ее разделов. Приводятся основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе рассматриваются основные проблемы и задачи синтеза оптимальных типовых модульных СОД, приведен обзор основных работ и указаны особенности разработанного автором подхода к проектированию типовых систем.

Предложенный подход базируется на формализации многоэтапного процесса сравнительного анализа объектов автоматизации (задач обработки данных), построения интегрированного графа технологий решения задач, выбора эффективного механизма проектирования и синтеза системы типовых программных модулей и информационных массивов по выбранным критериям, обеспечивавдим оптимальный уровень эффективности системы.

Для проектирования типовых модульных СОД в АИУС предложено использовать двухуровневые организационные системы, включающие на верхнем уровне разработчика (центр), а на втором уровне -заказчиков (пользователей) типовой системы. Механизм проектирования (2) типовых модульных СОД предложено рассматривать как набор правил и процедур, определяющих и регламентирующих действия центра и элементов системы, связанных с выработкой типовых и индивидуальных проектных решений при синтезе программного и информационного обеспечения СОД.

Составными частями механизма проектирования являются целевые функции разработчика (г) и пользователей (Г"), внутренние и внешние ограничения на разработку СОД, критерия и процедуры формирования множеств типовых и индивидуальных проектных решений.

Рассмотрены два класса организационных систем типового

проектирования, различающиеся степенью централизации процедур проектирования, видами и способами формирования критериев и ограничений при синтезе типовых проектных решений: с полной и частичной (ЕцЦ) централизацией.

При полной централизации проектирования разработчик (центр) полностью формирует все проектные решения, связанные с разработкой типовой модульной СОД, т.е. определяет общие и специфические части технологий решения задач отдельными пользователями, и проектирует типовые и индивидуальные модульные компоненты СОД с использованием единого критерия эффективности.

Во втором елечае известны либо могут быть сформулированы локальные целевые функции и критерии эффективности проектирования для каадого элемента-пользователя, которые определяют часть своих параметров путем проведения соответствующих проектных работ.

При синтезе структуры типовых модульных СОД, включая распределенные СОД на основе РЬД, необходимо формализовать общий критерий эффективности механизма проектирования, понятия степени его централизации, уровня типовости и областей определения целевых функций разработчика и пользователей.

Значение кретерия эффективности ф(2) механизма проектирования 2 определяется достигнутым при его использовании значением векторной целевой функции <р(2) = <р(тс,У), где ic - вектор проектных решений,вырабатываемых и реализуемых центром, У - вектор проектных решений, вырабатываемых и реализуемых элементами системы проектирования.Вектор % имеет смысл рекомендаций центра, который проектирует все или часть компонент типовой системы. При этом выполнение проектных решений центра обеспечивается путем введения компонент вектора % в целевые функции элементов или в ограничения механизма проектирования.

Для формализации задач синтеза вводятся следующие обозначения: р = ф(х,У) - целевая функция системы; ¥(х) - целевая

функция центра; fn = 1о(Уп), n = T7S - целевые функции элементов;

ф - множество ограничений центра проектирования; , п = ГЛ? -

множество ограничений элементов нижнего уровня; M(ü) - множество Bcei возможных разбиений общего множества U процедур обработки данных на модули; R(D) - множество возможных разбиений общего множества информационных элементов D на информационные массивы;

Р = (pm) - множество синтезируемых модулей разбиения 6; в = {ь.} - множестю синтезируемых информационных массивов для разбиения ае; i)(pm) и т)(Ьг ) - уровни типовости, соответственно, m-ro модуля и г-го информационного массива, определяемые как мощность максимального множества задач, для которых все процедуры /информационные элементы/, входящие в модуль /информационный массив/, являются общими; Р-=fpm е р|т}(рга) > т)*(Р)} - множество синтезируемых модулей, уровни типовости которых не менее величины т]*(Р); В- ={ЬгеВ|т](Ьг )>т)*(В)} - множество синтезируемых информационных массивов, уровни типовости которых не менее величины т]"(в). Назовем т)*(Р) и т)*(В), соответственно, показателями процедурной и информационной типовости системы обработки данных, а величину t]*=min(T)" (р),-г)*(В)) интегральным показателем типовости системы. Определим степень централизации механизма проектирования как величину ö = (1®т)" = 1) Л (1/т* «■ • (1<т)* < N)) Л (0 » т)" > N). При этом 0 = 1 соответствует механизму проектирования с полной централизацией и 0 = 0 - с максимальной децентрализацией. Обозначим:

Х(Р,В) - область определения целевой функции р при механизме проектирования со степенью централизации 0=1 и системой ограничений ф;

£ PNJP- (Т)(р„), Вп с В\В- (T)(br ) > N)) - область определения целевой функции гп n-го элемента при механизме проектирования со степенью централизации 0=0 и системой ограничений Ф и Еп ; для механизмов проектирования со степенью централизации 0 < 0 < 1 введем следующие обозначения:

х- (Р- s Р, в- с в) - область определения функции Р при значении параметра -р > rf и системе ограничений ф ;

X" = П(Х^'(Р" я PNP- ,В" £ в\в- )) - область определения всех функций fn, п=Т7И, при значении параметра т) < tj* и системе ограничений ф и (П£п);

X; (Bn л в- ,Pn n Р- ) - область определения целевой функции fn, п = ТТЛ при значении параметра т) > т)" и системе ограничений Ф и £„;

X" (Р" с pvp- с в\в- ) - область определения целевой функции tn. п = T7S, при значении параметра tj < rf а системе ограничений Фи Е„.

Назовем механизм проектирования 2 аффективным, если он обеспечивает экстремальное значение целевой функции системы, определяемой как функционал ф(2) = <?>(?,*„ ,ö).B качестве кретерия эффективности механизма проектирования предлагается использовать минимум суммы относительных отклонений целевых функций центра и элементов при выбранном решении от оптимального для центра и элементов, получаемых, соответственно, при централизованном и децентрализованном механизмах проектирования:

N

min ф = min (1/N 2 (V +V )),

ЕЕ4" где v - относительное отклонение целевой функции центра от оптимального значения х при выбранном решения %■ и У"

v^ = p?(ic- и-У;) - /?(*),

v - относительное отклонение целевой функции n-го элемента от оптимального значения при выбранном решении *- и У"

V -- .

г (У )

п п

Л

Здесь % - решение, выбираемое центром в области х,

Л , Л

и? = {% е *|t)(p-),Tj(br) > т] } - подмножество множества значений

л

Уп - решение, вырабатываемое n-н элементом системы проектирования

и Л ф

в области Хл: Уп = {Уп с Уп| (pm)»f)(br ) < т) } - подмножество множества значений У .

п

Путем выбора конкретного значения степени централизации системы проектирования ö задаются области определения целевых функций центра ? и элементов fn, n = I.N. В свою очередь, с учетом ограничений на области определения функций 7 и fn, n = I,N, находятся множества Р- ив-. Таким образом задача синтеза эффективного механизма проектирования сводится к выбору степени централизации механизма проектирования Q, нахоздению extr F и extr tn, n = Х7К в области х, определению значения f(ic- ) и г, (У„), n = Т7Н, соответственно, для областей х- . Х- и определению значения ф(Р,Гп,0).

Во второй главе рассмотрены общая методология, методы и процедура автоматизированного анализа требований пользователей к технологии обработки данных при проектировании типовых модульных

СОД в АИУС.

Комплекс процедур анализа системных и технологических характеристик множества задач одного класса, позволяющих на этапе предпроектного обследования определить параметры их типовости и возможности построения типового программного и информационного обеспечения СОД, включает:

- построение и структуризацию технологических графов решения задач обработки данных;

- построение единого интегрированного графа технологий решения множества задач обработки данных, включапдего общие и специфические части технологий решения отдельных задач;

- определение параметров типовости элементов к частей интегрированного графа технологий;

- оценку целесообразности проведения работ по типизации проектных решений в области информационного и программного обеспечения и СОД в целом;

- выделение и классификацию подмнонеств задач и подграфов интегрированного графа технологий, обладаюсщх различными уровнями типовости;

- получение характеристик анализируемого множества задач, являющихся исходными дяя синтеза типовой модульной СОД.

В качестве объекта анализа рассматривается множество задач обработки данных Ъ = (ап,п = ТТВ}, решаемых пользователями в рамках определенных функциональных подсистем. Исходной информацией, сообщаемой пользователями разработчику, является

множество информационных элементов О" = {а. }, 3 = 1,«Ги отношение предшествования в" мевду его элементами.

На основе матриц смежности н достижимости информационных элементов строится информационный граф каздоЗ задачи б" = (Б™ ). Анализ графа с" и его подграфов, разбиение их на уровни обработки позволяет определить состав процедур переработки информации

и" = }, 1 = 1,ь", необходимых для решения задачи. Объединение множеств процедур и множеств информационных элементов по множеству задач определяет полное множество информационных элементов Б = у ьп н процедур и = и \Г заданного множества задач обработка данных. На основе полных множеств процедур и информационных элементов строятся и разбиваются на уровни процедурно информационные графы решения отдельных задач анализируемого

множества g" = (dп,тг). с помощью операций "выравнивания" и «наложения" графов отдельных задач формируется общий интегрированный граф G° = U g" технологий решения задач, матрица смежности которого является результатом логического сложения

матриц смежности анализируемых задач: А° = Ao1 v А°2 v___v Aon.

Характеристики типовости элементов интегрированного графа определяются как мощности подмножеств множества анализируемых

задач, для которых эти элементы являются общими:

U =Еа", i =T7Z-, \ = Е 1 = Т&.

r\=l nasi

Полученные на этапе предпроектного обследования параметры типовости интегрированного графа технологии позволяют последовательно оценить возможность и целесообразность проведения работ по типизации проектных решений в области информационного, программного обеспечения и СОД в целом. Такая оценка осуществляется путем последовательной кластеризации задач, представленных в интегрированном графе, по критериям близости /подобия/ информационных, процедурных и технологических характеристик задач обработки данных. В качестве показателя подобия двух задач zp и zq выбран показатель Жаккарда, обеспечивающий адекватное представление о взаимном подобии задач: 5 = ?it/(pit + pio + pot), где pit - количество общих элементов у сравниваемых объектов, р1С и р - соответственно количество элементов, присутствующих в задаче Zp и отсутствующих в z^ , и наоборот. Для определения подмножеств задач, достаточно близких по составу обрабатываемых в них информационных элементов или используемых процедур, выбирается некоторое пороговое значение показателя подобия / или, соответственно, Тп/. Как показали исследования, в качестве торгового целесообразно выбирать значение показателя подобия, равное 0.3.

Для выделения подмножеств технологически близких задач каждая из них рассматривается как точка трехмерного евклидова пространства Ея с координатами (1/\> n = 1 »N, где

п

J

\ = ( Е if )/*Г - средний вес вершин графа Gn;

L

\ = ( E - средний вес дуг графа Gn;

\ = ( Е тГ)/f - средняя связность графа с", введенная с

" j »» '

использованием приведенного декартова произведения на множестве вершин D".

Разбиение множества z « {zo, п = ТТЛ) в пространстве в, на классы эквивалентных задач по совокупному показателю подобия, учитывающему как близость процедурного и информационного состава задач, так и степень их процедурной связности осуществляется с помощью методов теории автоматической классификации и совокупности матричных моделей. Мерой близости выделяемых в классы эквивалентных задач служат задаваемые критические расстояния (zp,zq) е R(pkp) «♦ p(zp,z4) < pkp, значения которых выбираются близкими к min p(z ,z ), p,q e {n}.

p. <l 1 p q

Полученные в процессе анализа множеств задач обработки данных характеристики и величины используются как для выбора стратегии и критериев синтеза типовых модульных СОД, так и непосредственно в расчетах при определении оптимального варианта структуры типовой системы.

Аналогичный комплекс процедур используется для анализа описаний характеристик информационных элементов, запросов, заданий на корректировку и отношений между ними, выделения типовых и специфических сетентов и путей доступа к данным при проектировании типовой логической структура базы данных распределенной СОД.

В третьей главе рассмотрены задачи синтеза оптимальных модульных СОД, реализуемые на этапе технического проектирования. Использование принципов модульности и типизации на данном этапе связано с процессом оптимизации состава и взаимосвязей отдельных компонент программного и информационного обеспечения, обеспечивающим оптимальные характеристики типовой СОД, связанные с их разработкой, отладкой и эксплуатацией.

Для формальной постановки задач синтеза типовых модульных СОД введем ряд переменных: xlm = 1, если 1-я процедура входит в состав m-го модуля, л1т = О в противном случае; хтп = I, если m-й модуль входит в состав программного обеспечения n-го элемента, х = О, в

и

противном случае; ^ n = I, если £ Xj ^ > 1, = 0 в противной

m« t

случав; xjt = I, если j-ft элемент обрабатывается 1-й процедурой,

= О в противном случае; xjr =1, если j-Я информационный

элемент входит в состав г-го информационного массива, х = 0 в

I. 1 г

противном случае; х. т = I, если Ех. х =Ов противном

/ 1,1

случае; хгт = I, если Е х.^.^ > I, хгт = 0 в противном случае.

В работе рассмотрены три класса критериев синтеза типовых модулей программного и информационного обеспечения АИУС: общесистемные, минимаксные и сложные. Перше экстремизируют показатели качества синтеза для центра и множества пользователей типовой системы обработки данных; вторые - показатели гарантированного качества синтеза для множества пользователей; критерии третьего типа используются в случае несовпадения целевых функций центра и пользователей типовой системы.

Формализованная запись основных критериев и ограничений приведена в таблицах I и 2. Задачи синтеза сформулированы для механизмов проектирования с частичной централизацией.

Исходными данными для постановок и решения задач синтеза оптимальных типовых модульных СОД являются: м- и и- - мощности подмножеств модулей и информационных массивов, относящихся к области определения функции Р; М" и И" - мощности подмножеств модулей и информационных массивов, соответствующих областям оределания функций Гп, п = 1

Н- = |В- = {Ьг € В|Т7(Ъг ) > Т)*}|, и" = |в" = в/В- |, В = В- ив-; м- = |Р- = (Р^ € Р|Т)(Р^) > Т)"}|, и" = |р" = р/р- I. р = Р и р ;

Брп1 - приведенная стоимость разработки т-го модуля; Бот -приведенная стоимость отладки т-го модуля; 8рг - приведенная стоимость проектирования г-го информационного массива; - время проектирования т-го модуля; - время отладки т-го модуля; % - время проектирования г-го информационного массива; т среднее время обращения к г-му массиву.

Поставленные в работе задачи синтеза типовых СОД по общесистемным и минимаксным критериям эффективности являются нелинейными задачами целочисленного программирования большой размерности. Решение поставленных задач синтеза позволяет по заданным критериям эффективности с учетом имеющихся ресурсных и технологических ограничений определять оптимальный состав типовых модулей программного и информационного обеспечения, удовлетворяющих требованиям реализации заданного множества задач обработки данных.

Таблица I

Основные критерии синтеза оптимальных типовых модульных СОД

К Наименование и формальная запись критерия

I. Минимум суммарных затрат на разработку, отладку и эксплуатацию типовой модульнолй СОД

min * - min CEE В Х,т + E E ße.A.. + Г* 9» V mti 1*4 м«1 1*1 + E E S X J; YP„ e I , Vb e X- ; (№1 Г * Я min fÄ » min ( £ E (S^. + S^ ) x^ x^ ♦ p-, »- «■ "i i"» Я* J Ж Ми J + E E + E E E «С,- + P ■ 4 j • A in« A w' »*»* A J » А + S" )x X x + on + E X , ), o« mm' j n« j an* nn у* ^ m' « ' о" - E S^x^; n - TTK, Vp„ « X- , Vbr « X- . in 1

2. Минимум общего времени проектирования и отладки типовой системы программных модулей к информационных массивов

min Р = min ( Е < Е (t + t )х + Е Etil); г-.»- ЧГ« * —ji1, " " min Гп « min ( Е + + Е Е Е ♦ + + X E X J- »-^.Y^.Vb, W«1 raft j*«

Продолжение таблицы I.

N Наименование и формальная запись критерия

3. Минимум максимально возможного времени разработки и отладки системы программных модулей и информационных массивов

При последовательном проектировании системы центром и элементами: min max( £ E U + + Е Е Г,В' в ml 1»» _ г « 1 Je« min max ( E x . ( J (t" + tn + Ê E * X * + я- n 4 " 4 pm ont l m p г j г г m I"-,»' S <•" «1 lai Г ж 1 jal + E É (tn . + t" . )x x. ))î T = + mai ЧГ " w pc «»m oc mm' jin jfn* ••1J4 . J J B При параллельном проектировании системы: rain max (Т",Т°). где г. s г f = É i. ( E + tn . + " m' n ^ * pn' о m' m' m* » » l ■ i E" J W J + E Et" ï x . + E E (tn __ + t" _ )x. x . ); " " pr j r r m реши' о с ntm ' j » i tu ral j.l " l»=l)4 = E* ( E (t + t + Ê e t x x ); mn \ * p» om'^w , *-4 pr j r r m ' ma 4 1>1 Г * i j «i T » maxíf/). г

Таблица 2.

Основные ограничения задач синтеза оптимальных типовых модульных СОД

N Ограничение Формальная запись

1 . На максимальное число процедур в модуле L Е«,<1. ш-ТТН

2. На размер записи каждого массива Eti 7, Г - T7R

з. На объем памяти, занимаемой библиотекой программных модулей и информационными массивами m>ll>l + Е Е к зс < 7. r»ij«t где ^ и к. , соответственно размер 1-ой процедуры и j-ro элемента в байтах

4. На количество синтезируемых модулей N U Е Е < к r>« & т» 1

5. На мевмодульный интерфейс J »6-1 м Е Е Е j ш! IM |я' »&

6. На однократность вклвчения процедур в программные модули Е 21- » 1, 1 - Т7Е mmt

Продолжение таблицы 2

N Ограничение Формальная запись

I. 2 3

7. На дублирование информационных элементов в массивах Ех - 1, 3 - Т77 г - 1

8. На общее время проектирования типовой СОД + Е Ей. + + Е Е т х < т

9. На передачу управления из модуля до завершения работы всех его процедур .Ех^И = 1. 1 »1 т = Т7Н

10. На уровень типовостн проектируемых модулей £ Клг 2 V. п* « 1 » < ш = Т7И

11. На уровень типовостн проектируемых информационных массивов Е (Е^гх > т|*. Г = ТТЙ

В четвертой главе рассматриваются основные особенности систем обработки данных реального времени (СОД РВ), специфика анализа требований пользователей к обработке данных в реальном масштабе времени и постановки задач синтеза структуры оптимальных типовых модульных однопроцессорных СОД РВ.

Характерным для СОД РВ является наличие ограниченного набора задач пользователей, решаемых многократно в регламентируемые моменты времени, периодически или случайно по инициативе поступившей заявки (сообщения). Наличие определенного набора задач обусловливает необходимость организации в СОД РВ очередей заявок на реализацию задач и динамического изменения правил организации очереди, что обеспечивается созданием механизмов инициализации определенных задач входными сообщениями. Это обстоятельство определяет повышенные требования к качеству анализа характеристик потоков поступающих заявок и синтеза на этой основе оптимальных проектных решений, связанных с выбором структуры программных модулей и информационной базы СОД РВ. В этой связи на этапе предпроектного анализа при разработке СОД РВ необходимо проведение комплекса работ по формализации требований пользователей системы, анализу характеристик входных потоков заявок и временных ограничений на их обслуживание. Для формализованного анализа технология обработки данных в реальном времени предлокэно использовать модифицированную совокупность матричных и графовых моделей, рассмотренных во второй главе.

Предложен метод формирования интегрированного графа технологий обработки заявок в реальном масштабе времени, основанный на логическом объединении в общий алгоритм решений множества задач обработки данных. Использование понятия интегрированного графа позволило формализовать анализ требований заданного потока заявок и подготовку исходных данных для последу пае го синтеза структуры СОД РВ. Результирующими данными этапа анализа, являющимися исходными для синтеза оптимальной структуры типовых модульных СОД РВ ш заданным критериям эффективности, являются:

I. Множество типов заявок ......£,), характеристик

потохов их поступления, описываемых в обозначениях Кендалла-Башарина четверкой Н,|К| ш, где а, - вектор I пуассоновских потоков заявок с интенсивностями ........),

С, - вектор функций распределения длительностей обслуживании, к -

количество каналов обслуживания и ш - бесконечная очередь заявок на обслуживание; ограничений на их обслуживание (Т4 , .....Т,).

2. Полное множество процедур обработки данных и = {и4,...,и полное множество обрабатываемых ими информационных элементов и = {с^ ,... ,<1......}.

3. Множество задач сод РВ .....гп,... и вектор их

системных характеристик ((Г ¡о"; ^ ), где хГ - множество процедур обработки данных для решения гп-й задачи (и" с и); р" -множество информационных элементов СОД РВ для решения гп-й задачи (Бп с о; - среднее время решения задачи Zn; А^ -

технологическая матрица смежности при решении гп-й задачи обработки данных; Ц! - технологическая матрица достижимости при решении задачи обработки данных.

4. Взаимосвязи швду задачами и процедурами обработки данных (Вг>;1ип;ИГпе;»п*), где Вп - матрица принадлежности процедур 21п-й задаче (ъ1г> = I, если при решении задачи используется процедура ^ ); ИАп - матрица очередности выполнения процедур при решении задачи ; Ипс(?Г3) - матрица взаимосвязи информационных элементов с процедурами обработки данных при считывании и записи.

5. Взаимосвязи между типами заявок и задачами СОД РВ, определяемые матрицей <а = | ^ ^ {, где - вероятность решения задачи для обслуживания заявки ^ .

6. Взаимосвязи между типами заявок по решаемым задачам обработки данных, определяемые матрицей 6.

7.Характеристики КТС, включая операционную систему ЭВМ (V_;УПТ1;« ;ЪС ;7 ), где 7 (V ) - объем памяти для одного модуля

и и11 1 г г г гп г

(массива); Уоп - объем оперативной памяти; ^ - среднее время поиска ш-го модуля во внешней памяти; - среднее время

считывания (записи) х^го информационного массива из внешней памяти в оперативную память.

8. Характеристики дисциплины обслуживания заявок,определяющие 1С - среднее время отклика системы на обслуживание заявки 1-го типа; й - среднее время ожидания заявки 1-го типа в очереди; а^ -среднее время обработки данных при обслуживании заявки 1-го типа.

Указанные характеристики определяют выбор и формализацию критериев эффективности и ограничений при постановке задач синтеза типовых модульных СОД РВ.

Рассмотрены задачи синтеза программного и информационного обеспечения однопроцессорных модульных СОД РВ, работающих в режиме

разделения времени ш обслуживанию бесприоритетных заявок пользователей.

В качестве основных показателей, определяющих эффективность функционирования СОД РВ данного класса, рассматриваются производительность и коэффициент готовности, которые являются основными характеристиками эффективности системы с точки зрения пользователя. Под производительностью СОД РВ понимается число заявок, обслуживаемых системой в единицу времени. Коэффициент готовности СОД РВ определяется как вероятность того, что система будет работоспособной в произвольный момент времени или на заданном интервале времени.

Значение показателей эфЕективности СОД РВ определяется дисциплиной обслуживания заявок, составом программных модулей и информационных массивов, размещением их по разделам и областям оперативной и внешней памяти ЭВМ.

Оптимальное решение задач синтеза состава программных модулей и информационных массивов СОД РВ обеспечивает максимальные значения коэффициента готовности или производительности СОД РВ по обработке заявок пользователей при выполнении ограничений, определяющих особенности организации очередей заявок а процесса их обслуживания на ЭВМ. Задачи синтеза рассматриваются для различных алгоритмов диспетчеризации: раньше пришел - раньше обслужен (РПРО), круговое циклическое обслуживание с послеприбытием (КЩ1), круговое циклическое обслуживание с доприбытием (КЦЦ), частично круговое обслуживание (ЧКЦ).

Переменные, ограничения, основные критерии эффективности при постановке и решении задач синтеза, а такке временные х арактерис-тики алгоритмов диспетчеризации приведены в таблицах 3-6.

Рассмотрены постановки задач синтеза программного и информационного обеспечения модульных СОД РВ, в которых используются дисциплины организации вычислительного процесса с относительными и динамическими приоритетами, по критериям максимума производительности СОД РВ и максимума коэффициента полезной работы системы. Постановка и решение данных задач рассматриваются с учетом информационных взаимосвязей между заявками пользователей и задачами обработки данных, ограничений на размещение информационных массивов системы ж на надежность функционирования синтезируемых средств программного и информационного обеспечения.

Таблица 3

Перемещаю задач синтеза оптимальных модульных СОД РВ

OÖ03Hачешш Определение

xlm » I, если процедура ut входит в состав в-го шдуяя; х1- «О-в противаон случав;

s i г xjr »I, если информационный элемент d, входит в состав г-го информационного массйЕа; zjr » 0 в противном случае;

Jl а с а> у Л ____ n L С( В) . » - I. есла ^ b^^I; fj» ** - 0 - в противное случеэ;

с<в> С'9> -I. ваш Ет;:"1!, >1; 1 •» z^'®' «О-в противно« случае;

I. У. » I, есла Г b . а, > 1; in Ы in» * l-l У ^ « 0 - в противном случае;

Среднее время нахождения заявок в СОД РВ Таблица 4.

Алгоритм двспэтчэризацнн Формальное выражение

РПРО В, <n*Q) « n*Q

К1Щ H,(a*Q) « Q^IAap^l-^Q/rli + n«Q.

код » S^rQI + n-Q.

чкц а - Г ^ - \ +■ \ i \ + í <c ♦ с Ml г »1

Твб-яица 6

Основяне критерии сштоза опткмзлышх кодулышх СОД PB с Оеспряорзтетпым обслукиваняем заявок пользопатэхэЗ

Я Нмвзеновелие н формальная загстсь краторяя

I. Максимум пршзтзодятвльпостн СОД PB • m 11 eas ? « пах {£ 9(1 - 9)" П (п°0)Г* {s, .s } • a a l • l> ' i»»»

2. Каксгмум коэ^эдгснта готовности ссстегш ш оОавдггззенЕЮ i-го типа заявок а (7 - ^ ) м* _ • вах Г „ еах -î_; * - £ а (1 - S )» -'и (n Q) • .л.'ч

ЗИ 3.2 Максимум ocfcsro ко&ффидаепта готспвэста сзстодо я сах « E2iï П Максимум козф5зцзвн?з готогностя œctsîsi з стсцяозорэоа pesas » X. ? -в' г. л _ 1 • Е г^г -в, ваг ж„ - « -jj-i- k.'V } • \ %Е § <1 - s >""_ч in - »

4. SiaKcstaya врегапз рабстзстэссСлого состояния СОД РЗ на заданном катерзагэ •Р-Н » X. î3h52 Р в вах (1 - ад, ♦ ХЗ ^—! Ï ■ Е г Ï, •

5. ferc^ya койф2зцззн?а екыэоео9 работ СОД F3 "" v

Таблица 6

Основные ограничения задач синтеза модульных СОД РВ с бесприоритетным обслуживанием заявок

н Ограничения Формальная запись

I. Время обслуживания заявки £ < Т. , 1 = Т7Г;

2. Устойчивость режима функционирования системы Е х. а. < 1:

з. Общее число дублируемых процедур ( Е Е(ЕЧ^.> - ь* Я.;

4. Число процедур в модуле I 5 Е^, < И,; . - ТТН;

5- Число информационных элементов в каждой массиве Е V $ Н,: 3 - Т73; 1

6. Интерфейс между отдельным модулем и другими модулями Е Е (7;: - Оа-г - С > £81 1 * 1 «Л» 1

7. Число информационных элементов, используемых модулями задачи Е (7;: - 7)*) < в - ТЛ; J -1

8. Коэффициент готовности по обслуживанию отдельных типов заявок & (Г - Е1 ) * (Т - а ) ^

9. Объем раздела ОТ для модулей, реализующих решение задачи т-й

10. Объем ОП для размещения модулей и Г а 7 <7 ; а =1» если т-Я т т о» щ т*« модуль хранится в ОЛ; ат = 0 - в противном случаэ;

11. Степень дублирования информационных элементов в массивах л Е X < К. i - ТТЛ.

В пятой главе рассмотрены постановки задач синтеза структуры программного и информационного обеспечения модульных СОД РВ, работающих в режиме мультипроцессорного обслуживания заявок.

Синтез структуры подобных систем заключается в определении оптимального варианта использования процессоров и выборе соответствующего состава программных модулей и информационных массивов по заданному критерию эффективности с учетом технологических ограничений, отражающих особенности мультипроцессорной обработки данных.

Выбор оптимального варианта структуры многопроцессорного обслуживания в СОД РВ базируется на предварительной оценке величины относительного сокращения среднего времени отклика системы на заявку по сравнению с однопроцессорной системой.

Задачи синтеза рассмотрены для трех возможных уровней распараллеливания процессов обработки данных: уровень процедур, программных модулей и заявок на обработку.

В качестве критериев эффективности синтеза предлагается использовать максимум производительности и максимум коэффициента готовности системы, а также минимум потерь, связанных с ожиданием заявок на обслуживание и простоем обслуживающих устройств.

В таблице 7 представлены критерии синтеза СОД РВ для различных уровней распараллеливания процессов обработки данных. .

Поставленные задачи синтеза сведены к комбинаторным задачам линейного и нелинейного математического программирования. Для моделирования процессов обработки данных при распараллеливании на уровне модулей н решения соответствующих задач синтеза использован аппарат теории решеток.

В шестой главе рассмотрены постановки задач синтеза оптимальных типовых логических структур локальных и распределенных баз данных (ЛЕД и РБД) в АИУС.

Синтез типовой логической структуры РБД осуществляется на основе выделенных в процессе анализа информационных требований типовых сегментов данных (ТСД), представляющих собой множество подграфов интегрированного графа канонической структуры и обладающих совокупностью характеристик и параметров, определяющих их способность к многократному использованию в составе различных логических структур локальных баз данных пользователей.

Методы синтеза основаны на реализации процесса поиска варианта отображения интегрированного графа канонической структуры

Таблица 7

Основные критерии синтеза оптимальных модульных СОД FB, использующих мультипроцессорное обслуживание

и Наименование, уровень распараллеливания обработки данных и формальная запись критерия

I. Минимум затрат пользователей при эксплуатации систем (параллельное выполнение процедур) min £ К 1а (0, + а, > ♦ £КЕ Ш - KJtj^JH. м а -Цу + Т 1 mai m *■

2. Распараллеливание ва урогао заявок

2.1. Заявки не взаимосвязаны <\KZ\<"

2.2. Заявки взаимосвязаны I Ein [CK + Е К {с^ «(р^ ♦ (1 - Pt )<\ ) ♦ а. (а - 1))] где - вероятность застать систему за обслужавангеа ваявок, с которыми заявка ^ иовот быть параллельно обслужена

3. Машщуи интерфейса ва уровна нвфсршщаапяих &Ш!£эатов (параллельное шполнешгэ задач) ein Е Е Е Е г" < ЕЧЛ.)ТЛ( {Sl„«EJr .«. i«t V.«

РВД в логическую, обеспечивакдаго оптимальное значение критерия эффективности функционирования РВД и удовлетворяющего основным системным, сетевым и структурным ограничениям. При отображения канонической структуры в логическую типовые согаенты данных (ГСД) канонической структуры РБД объединяются в типы логических записей с одновременный распределением их по узлам ВС. Результаты решения задач синтеза позволяют определить оптимальный уровень типизации, состав, структуру и характеристики типов логических записей в ВС п использование их процедурами обработки данных.

Исходные данные для постановки я решения задач оптимального синтеза логических структур РБД с использованием кготодов типизации приведены в таблице 8.

Задачи синтеза типовых логических структур рассмотрена применительно к системам (механизмам) проектирования РЕД с полной а частичной централизацией.

Основными кратер!ямн эффективности, которые используются пря синтезе типовых логических структур РБД, являются: минимум суммарного времени выполнения множества запросов (заданий на корректировку); минимум суммарного времени выполнения "рабочей нагрузки" РБД; минимум максимального суммарного врекава (стоитюсти) выполнения "рабочей нагрузки" для различных классов пользователей я др.

Дяя форкалазацип задач синтеза введем следующие переменные:

Х^ =1, если ц-й ТСД включается в ^й тип записи,

Х^ =• О, в противном случае;

7Хт »1, если г-й тип запася размещается на г-си узле ВС, » О, в противном сдучее;

т

\г " I. Эг, I £у1г ~ 1- Чг "

& 1*1 I ' 4 4

Тг „ - п}п (^ „ " 1|}' г» * г»

%. Я * 1 » ,

и для заданного т I

РГ ■

2 ш о, в противном случае;

т

2яг - I, если Зг, I ¿V Х^4у1г > I. Чг у1г - 0, г. * г,,

» I ■« ^ ^ » * *

Ъфг > О в противном случае;

Хр » I, если синтез РЕД осуществляется при р-н уровне

таповостн, Хр - О в противном случае.

Таблица 8

Наименование Обозначение

Характеристики множества типовых сегментов данных sP = {sj}, ц = -UUp.

Вектор средних весов верпин ТСД где iL - средний вес вершин (1-го ТСД при р-ом уровне типовости

Вектор средних весов дуг ТСД (^)р, где х - средний вес дуг р-го ТСД при р-ом уровне типовости

Вектор средних значений технологических (процедурных) связностей ТСД где Т - средняя технологическая (процедурная) связность (1-го ТСД при р-ом уровне типовости

Вектор длин ТСД g = <v

Вектор количества экземпляров в ТСД х - <у

Патрица времен получения информации, содержащейся в ТСД, по запросам пользователей т = где - максимально допустимое время получения информации ц-го ТСД по запросу к-го пользователя

Матрица семантической смежности для множества типовых сегментов данных А = |a^v|, где = I, если существует семантическая связь между ц-ы и v-м ТСД, = О -в противном случае

Характеристики множества де терминированных запросов пользователей 3 - (Зр>. р = Т7Р0

Продолжение Таблицы 8

Наименование Обозначение

Матрица использования ТСД при выполнении запросов и* « ГД0 w*n " 0СЛИ р-й запрос использует в процессе выполнения ц-fi ТСД, = 0 - в противном случав

Матрица частот использования запросов пользователями на заданном интервале времени Л'= IlpJ. где - частота использования р-го запроса к-м пользователем

Характеристики множества заданий пользователей на корректировку и обновление информации в РЕД X = {к,}, в = 1757

Патрица использования ТСД при выполнении заданий на корректировку ^ = КцЬ где w ц = I, если в-в задание на корректировку изменяет или удаляет ц-й ТСД, w^ = О - в противном случае '

Матрица частот использования заданий на корректировку пользователями на заданном интервале времени Лк = где - частота использования s-ro задания на корректировку К-м пользователем

Характеристики множества пользователей U = {Ufc}» k = TTfT

Матрица прикрепления пользователей к узлам ВС Я = 14с, 1» где Чг = если к-й пользователь прикреплен к r-му узлу ВС, vkr = О в противном случае

Продолжение Таблицы 8

Наименование Обозначение

Матрица использования запросов пользователями РЕЩ Ф" = КрЬ где = если к-й пользователь использует р-й запрос, <(£р = 0 - в в противном случае

Матрица использования заданий на корректировку пользователями РВД «р" = |Ф"Ь |. где срГк =1, если к-й пользователь использует в-е задание на корректировку, <р*к = 0 - в противном случае

Характеристики множества узлов ВС 0 Г - ттгг

Матрица логических расстояний 5 = 1\ г 1. где *сг г -«2 >2 минимально возможное время передачи пакета между двумя произвольными узлами ВС при наличии каналов связи

Вектор объемов памяти на внешних запокинапцих устройствах (ВЗУ), доступной пользователям в узлах ВС ТГУ = {тГ\}, где тГ\ -величина доступной памяти на ВЗУ в I—ы узле ВС

Матрица пропускных способностей каналов связи Л 1°г г 1. где с -■ > 1 * пропускная способность каналов связх между г, и г8 узлами вс

Матрица тарифов Е « |е |, где е ■ г г ■ г г «X »2 стоимость еданшу времени при передаче информации мевду узлами г, и гх о

Переменные ъ определяют множество узлов ВС, на которых

*тж

расположены типы записей, требуемые для выполнения р-го запроса.

Для дублируемых типов записей ъ принимает единичное значение

рг*

для ближайшего узла ВС, отличного от узла, который инициировал запрос. Переменные %шт определяют множество узлов ВС, содержащих

требуемые для выполнения Б-й корректировки типы записей с учетом их дублирования в ВС.

Выбор и реализация эффективного механизма проектирования оптимальных логических структур РБД с использованием методов типизации связаны с определением степени его централизации 3, а также с решением оптимизационных задач для целевых функций центра Г и элементов г , г = Г7ТГ.

г о

При использовании механизма проектирования с полной централизацией критерий синтеза оптимальной типовой логической структуры РБД, обеспечивающей минимум общего времени реализации множества запросов пользователей на заданном интервале времени формализуется следующим образом:

■ К Г Ж Тр

- Е + ♦ Ч" г )2рг +

1 " г ■» IX «* «

♦ о - + трт.

Выражения для определения временных характеристик функционирования РБйД в запросном режиме и используемых при синтезе ограничений представлены в таблицах 9 я 10.

Ограничения 1-5,7,8,12-14 являются общесистемными я определяются характеристиками технических средств и операционной среды РБнД. Ограничения 6,9-11,15 учитывают индивидуальные требования пользователей и определяются техническими и программными средствами отдельного узла ВС.

При использовании механизма проектирования с частичной централизацией степень централизации в является ограничением области определения Х4 функции центра, а область определения , в свою очередь, является ограничением на выбор решения отдельными пользователями РБД (узлами ВС).

Таблица 9

N Наименование и формальная запись параметров функционирования РБнД

I. Суммарное время работы программ прикладного и сеансового уровней протокола, обеспечиващих разложение запроса на подзадачи и управление их реализацией кг в к = Е° ЕЧр<С Е° V Е° 2 1чр = 1 г^Ч 1 Ж

2. Суммарное время слияния массивов промежуточных данных и формирования окончательных результатов К Р в к *сб - Е ЕЧ'Л 2 V Е° й к'1р*1 г «1 1 г «1 X 1а

3. Суммарное время работы программ сеансового и транспортного уровней протокола, обеспечивающих выбор маршрутов, создание виртуальных каналов ыояду запрашиващими я отвечающими узлами ВС и инициирование запросов (подзадач) кг к и . *» «£ Е° ч, Е° (С , + < г >*рг к»1р«1 г(Ч * 'х*1 1 * » * »

4. Суммарное вре'мя реализации запросов в локальных ЕД = Е Е°С<С Е V Е\г к»р>1 г»"4 1 1 1 к1"*

б. Суммарное время работы программ транспортного уровня протокола, обеспечивающих передачу по виртуальному каналу массивов промехуточных данных в узел ВС, инициировавший запрос 1С Р ВТ и •£ ЕЧЛ% Е" Ч, ЕЧ, <1 -

Продолжение таблицы 9

NN Наименование и формальная запись параметров

функционирования РБнД

6. -ь® - время формирования одной подзадачи (запроса)

^ - время работы программ, обеспечивающих выполнение операций сборки результатов подзадач в процессе формирования выходного сообщения - время ожидания доступа к ЦД и поиска требуемых записей в узле г ^обм _ Вр0МЯ обмена меяду ВЗУ и оперативной памятью

•ь" г - время выбора маршрута и установления

виртуального соединения к£Р - количество считываемых записей р-го ТСД при

выполнении р-го запроса т? г - время инициирования запросов в узле гж от узла г4

1 х

т^, - время передачи записей р-го ГСД для реализации Р-го запроса

Таблица 10

N Ограничения Формальная запись

Г. На стоимость хранения информации Е° * с г«11 Ц»« ^

2. На общее время выполнения заданий на корректировку тк < т*

3. На однократность включения ТСД в записи т V = 1 УР = 1,М«>; р =Т7Б»

4. На длину формируемой логической записи

5. На количество размещаемых в ВС копий типов записей ЕЧ, < Г «»

6. На число типов записей размещаемых в локальной БД г-го узла ВС тр Е У1г 1.Во ('1

7. На размещение типов записей в узлах ВС в еЧг ^ V»- ЗТГ" I ч

8. На пропускную способность каналов связи Г1- 2 <£,Чг у1г . Г^Р^ ( П. М А ж • "СЛи^- -

9. На надежность доступа к данным при выполнении множества запросов .г * \ .г * 0. = I. 11 12 X Р" = I - I ' > Р"

10. На надежность доступа к данным при выполнении корректировок V : х * 0, Р* Г. Г Г . Г * '.Г 1 ■ » » * ж

Продолжение таблицы 10

Я Ограничения Формальная запись

п. На оперативность получения заданной информации по запросу к-го пользователя

12. На стоимость передачи информации при выполнении множества запросов 1С г я я Е Е Ч, г * кз1Р>1 Г1** "а*1 1 * • а" + 0й )г + г г г г рг * 2 А а я + ЕРнЕРхЦ1У1г ц'-у„ )1 }< < 4ер. V? = ТГБо

13. На объединение ТСД в одной логической записи Х^ 4 =0 для заданных ц и р-

14. На суммарную стоимость хранения и обработки информации Евып гУ1 г } - Евып

15. На объем доступной внешней памяти в узлах ВС

Центр решает задачу синтеза оптимальной логической структуры РВД с использованием ГОД, удовлетворяющих условии: > -ц".

Критерий синтеза, обеспечивающий минимум общего времени реализации множества запросов пользователей РБД, в этом случав имеет вид:

Ш1Л Р(5Р) - ♦

„Е V + <*? + + ? - + ? - +

Ц»» ^ • Г* г - * 1 * 4 * г *

1

Задача решается с учетом общесистемны! и индивидуальных ограничений для пользователей узлов ВС (4,6,9-11,15). .

Область определения х^ целевых функций пользователей (узлов ВС) при использовании механизма проектирования с частичной централизацией удовлетворяет условию: \ = X \ Х4.

Критерий синтеза оптимальной логической структуры локальной базы данных г-го узла ВС, мишмизирущей общее время выполнения запросов, формализуется следулдим образом:

где и^ - мощность множества ТСД, соответствующая области определения х^.

Задача решается с учетом множества имеющихся общесистемных и индивидуальных ограничений.

Аналогичным образом формализованы и другие постановки задач синтеза оптимальных типовых логических структур РБД с использованием общесистемных и минимаксных критериев стоимостного и временного типов для механизмов проектирования с полной к частичной реализацией.

В седьмой главе рассматриваются методы и алгоритмы решения поставленных в работе задач синтеза оптимальных структур типовых модульных СОД.

Поставленные задачи синтеза являются нелинейными целочисленными задачами математического программирования и относятся к классу КР-слокных. Комбинаторные особенности сформулированных задач позволили разработать точные алгоритмы их решения, основанные на интерпретации Т-задачи, а также применить алгоритма, использующие схему "ветвей и границ". Предложенные алгоритмы используют эффективный метод сокращенного обхода дерева решений, обеспечивают необходимую многовариантность в распределении множеств процедур и информационных элементов по

программным модулям и информационным массивам и значительно сокращают общее число рассматриваемых вершин по сравнению с полной схемой ветвления.

Процесс построения решений задач синтеза типовых программных модулей и информационных массивов, поставленных в работе , заключается в выполнении определенной последовательности операций,

л

включающих построение эффективного механизма проектирования £ и определение степени его централизации S*. Значение параметра О* определяется последовательным построением областей X (0) и х" (0) для целевых функций центра Р и элементов нижнего уровня f , n = I.N, для различных степеней централизации механизма проектирования и отысканием для областей X (S), х" (в) одним из известных способов решений тс и Уп, n = I7H- Для какдого из значений С находится значение функции Ф = Ф(Р,Гп,Я), определяется ее оптимальное значение на множестве {£} т.е. определяются степень централизации, соответствующая эффективному механизму проектирования, и соответствующие ему решетя задачи синтеза типовой модульной СОД.

При значительной размерности задач синтеза и недостаточной мощности вычислительных средств затраты на получение точного оптимального решения могут быть неоправданно высоки. В этом случае целесообразно использовать эвристические методы нахождения решения. Предлагается два способа сокращения объема вычислений. В первом случае с использованием метода динамических сгущений /МДС/ анализа данных определяется степень централизации механизма проектирования и области х' и х" , в какдой из которых решаются оптимизационные задачи точными методами. Критерием оптимальности разбиения множества и на классы является минимум целевой функции W

L-l L-1

= Е d(e ,11 ) + С <Ke2,Ut ), где е и е2 - центры тяжести

i -« t«» *

определяемых классов. Во втором случае формирование типовых модулей и информационных массивов проводится на основе ранжирования вершин интегрированного графа технология обработки данных (G°), учета их весовых характеристик и последовательности выполнения процедур обработки данных.

В приложении к диссертации приведены доказательства ряда сформулированных в работе утверждений, а также материалы, подтверждающие практическое использование и внедрение полученных автором научно-методических результатов.

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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

1. На основе исследования и обобщения существующих методов анализа и проектирования АНУС разработаны теоретические основы, модели и методы, анализа и синтеза оптимальных типовых модульных систем обработки данных, эффективность, практического применения которых подтверждена разработкой конкретных систем различного класса и назначения.

Разработана единая методология, типовые модели и формализованные методы анализа и синтеза оптимальной структуры типовых модульных СОД, обеспечивающие выбор состава и вариантов реализации типовых программных модулей и информационных массивов системы, состава и содержания межмодульного интерфейса по критериям эффективности, адекватно отражающим организационные и экономические условия разработки типовых систем.

2. Разработана общая методика анализа технологии решения задач обработки данных, основанная на выделении по функциональным и технологическим признакам множества задач обработки одного класса, определе:гии параметров и мер их общности, процедурах кластеризации и построения структуры интегрированного графа типовой технологии решения анализируемого множества задач.

Разработаны методы и процедуры выделения подмножеств задач и подграфов интегрированного графа технологий, характеризующихся различными уровнями типовости, а также формирования исходных данных и ограничений, используемых при синтезе оптимальной структуры типовых модульных СОД.

Разработаны методы и процедуры анализа моделей данных и требований пользоклтелой, обеспечивающие выделение и определение характеристик типовых и специфических сегментов данных для синтеза оптимальной типовой логической структуры информационного обеспечения распределенной СОД (распределенной базы данных).

3. Исследованы основные типы и функции двухуровневых организационных систем проектирования оптимальных типовых модульных СОД, локальных и распределенных баз данных, различающиеся степенью централизации процедур проектирования, видами и способами формирования критериев и ограничений синтеза типовых проектных решений.

Предложены формализованные определения степени централизации системы проектирования, уровня типовости и областей определения целевых функций разработчика и пользователей при синтезе оптимальных структур модульных СОД, локальных и распределенных баз данных.

Разработан обобщенный критерий эффективности процедуры синтеза, минимизирующий сумму относительных отклонений целевых функций разработчика и пользователей типовой модульной СОД от их локальных оптимальных значений, достигаемых .при полностью централизованной и децентрализованной системах проектирования.

4. Разработаны постановки задач синтеза оптимальных структур типовых модульных СОД с использованием общесистемных и минимаксных критериев стоимостного, временного и технологического типа применительно к организационным системам полностью централизованного и частично централизованного типового проектирования.

Поставлены задачи синтеза оптимальной структуры программного и информационного обеспечения модальных СОД ТВ различной конфигурации, использукщих различные дисциплины обслуживания поступающих заявок на решение задач обработки данных. В качестве основных критериев оптимизации используются максимум производительности системы, максимум коэффициента готовности,, а также минимум пользовательских потерь от несвоевременного обслуживания заявок.

Поставлены задачи синтеза оптимальных типовых логических структур распределенных баз данных СОД для систем проектирования с полной и частичной централизацией с использованием критериев оптимизации общесистемного и минимаксного типов.Оптимальная типовая логическая структура РБД определяется путем решения задачи оптимизации с целевой функцией, задаваемой на множестве типовых сегментов данных (ТСД), определяемом заданным уровнем типовости. Логические структуры локальных баз данных узлов РБД синтезируются с использованием ТСД, не удовлетворяйся! заданному уровню типовости, но необходимых для реализации задач обработки данных.

5. Разработана общая схема алгоритма решения задач синтеза оптимальных структур типовых модульных СОД, включавшая операции выбора пороговых значений уровней типовости программных модулей и информационных массивов, определяющих степень централизации- и области индивидуального и типового проектирования.

Разработаны точные метода и алгоритмы решения задач синтеза с нелинейными критериями и ограничениями, основанные на алгоритмах решения Т-задачи и реализации схемы "ветвей и границ". Предложен способ линеаризации ограничений для задач синтеза с критериями линейного типа, позволяющий применять для их решения пакет прикладных программ целочисленного программирования, использующий модифицированный алгоритм Балаша.

Разработаны эвристические алгоритмы решения задач синтеза оптимальной структуры типовых модульных СОД, базирующиеся на использовании метода динамических сгущений для анализа исходных данных и ранжировании вершин интегрированного графа технологий.

6. Разработв ■ в диссертации модели, методы, алгоритмы и комплексы программ нашли широкое практическое использование при разработке автоматизированных информационно-управляющих систем различного класса и назначения (АСУ МТС "МЕТРО", АСУ Ремонт "Метро", АСУ Тяжмаш, АСУ Гродненского ПО "Азот", АСУ Сумского ПО, АСУ страхования в Венгерской республике и др.), разработке руководящих технических материалов га ВТИ, разработке систем автоматизированного проектирования, что позволило получить значительный экономический эффект. Подтвержденный актами о внедрении экономический эффект составляет около 2 млн.рублей и 4 млн. форинтов (в ценах 1990 г.)

Совокупность полученных в диссертации теоретических и практических положений позволяет сделать вывод, что ее результатом является теоретическое обобщение и решение научно-исследовательской проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение - разработка теоретических основ, моделей и методов синтеза оптимальных типовых модульных СОД и методологии их применения при проектировании АИУС широкого класса и назначения.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Цвиркун А.Д. Проектирование подсистем и звеньев АСУ. Учебное пособие. -Ы.:Высшая школа,1975.-248с.

2. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Цвиркун А.Д. Вопросы модульного проектирования сложных програкм. Сб.

"Формализованные метода синтеза сложных систем".Вып.13.-М.:ИПУ, 197б:-с.32-43.

3. Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Некоторые вопросы модульного проектирования АСУ. Сб. TC-I3. Научно-техническая пропаганда.М.:ЦНШТЗИ приборостроения, 1977.

4. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Задачи синтеза алгоритмических и программных модулей при автоматизированном проектировании АСУ. Труда IV Всесоюзного симпозиума "Проблемы системотехники".-Ленинград,1978.

5. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А. Использование графов с раскрашенными дугами для оптимизации модульного построения информационных задач АСУ. Труды Всесоюзной конференции. "Автоматизация разработки программного обеспечения АСУ и информационно- вычислительных систем".-М.:1977. .

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

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

8.Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Задачи формализации и автоматизации модульного проектирования систем обработки данных. Сб.Трудов "Построение автоматизированных систем обработки данных". М.:ИИУ,вып.16,с.15-18.

9. 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,вып.16,с.19-25.

10. 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.:ИПУ,1979.

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

12 Мамиконов А.Г., Ашимов A.A., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Синтез систем модулей программного обеспечения АСУ.

Сб.Вопросы топической кибернетики. Алма-Ата, Каз. политехи. ин-т,1979.

13 Мамиконов А.Г., Аяшмов A.A., Косяченко С.А., Кульба В.В. Структура и алгоритмическое обеспечение системы автоматизации проектирования оптимальных модульных СОД. Труды vill Всесоюзного совещания по проблемам управления. -М.:Наука,1980.

14 Мамиконов А.Г., Акимов 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 статистика,вып.3, 1981,с.63-79.

15- Ашимов A.A., Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З. Оптимальные модульные системы обработки данных. -Алма-Ата,Наука,1981.-188с.

16. Косяченко С.А., Товмасян A.B. Синтез типовых модулей программного обеспечения для заданного множества задач обработки данных. Труды Всесоюзного семинара по методам синтеза типовых модульных СОД. -М.:ИИУ,1981.С.46-47.

17. Косяченко С.А., Ходыкин В.Ф. Использование сетей Петри при синтезе модулей систем обработки данных. Труды Всесоюзного семинара по методам синтеза типовых модульных СОД.-М. :ЬШУ,1981 .с.Ы.

18. Мамиконов А.Г., Ашимов A.A., Косяченко С.А. Модели синтеза информационного обеспечения модульных автоматизированных информационно-управляющих систем. В кн. "Автоматизация проектирования систем управления-М.: Финансы и статистика,вып.4, 1982.с.35-99.

19. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Преображенский A.A., Ходыкин В.Ф. Использование сетей Нетри для анализа и синтеза оптимальных модульных систем обработки данных. Пре принт.-М.:ИПУ,1983.-44с.

20. Косяченко С.А., Островский Б. А. Задачи типизации разработки алгоритмического, программного и технического обеспечения автоматизированных систем управления обменными ресурсами. Сб. "Методы анализа и синтеза автоматизированных систем управления", вып.25.-М.:ИПУ.с.39-45,

21. Косяченко С.А., Казиев Г.З. Автоматизация проектирования оптимальных модульных систем обработки данных. Сб. "Методы анализа и синтеза автоматизированных систем управления", вып.25. -Ы.:ШУ.с.5-15.

22. Кульба B.B., Косяченко С.А., Кротюк Ю.М. Задачи синтеза оптимальных модульных систем обработки данных реального времени. В кн. "Совершенствование технологии создания математического и информационного обеспечения АСУ".-Минск,ЦНИИТУ,1982.

23. Кульба В.В., Косяченко С.А., Преобракенский A.A., Ходыкин В.Ф. Исследование информационной производительности некоторых систем обработки данных. Сб. "Моделирование, идентификация, синтез систем управления технологическими процессами и производствами". -Донецк,ДонГУ,1983.

24. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Кротюк Ю.М., Бурев Д.Д. Постановка задач оптимизации программного обеспечения автоматизированных систем управления реального масштаба времени. Препринт.-М.:ИПУ,1983.-60с.

25. Кульба В.В., Косяченко С.А., Миронов A.C. Формализованные модели и методы предпроектного анализа структуры информационных потоков при разработке модульных систем обработки данных. Сб."Методы и модели управления морским транспортом".-М. :ИГ1У. 1983.

26. Ашимов A.A., Мамиконов А.Г., Косяченко С.А., Сиротюк B.O. Формализованные модели и методы анализа и синтеза структур баз данных. Материалы Всесоюзного семинара-совещания "Управление большими системами".-Алма-Ата,КазИТИ,1983.

27. Кульба В.В., Косяченко С.А., Ужастов И.А. Модели и методы автоматизации проектирования распределенных баз данных. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства решения задач в интегрированных АСУ".-Ташкент,ТашПИ,1984.-С.35-36.

28. Косяченко С.А., Сидоров E.H. Выделение типовых задач обработки данных на этапе предпроектного анализа. В кн.:Всесоюзная конференция по автоматизации проектирования систем управления. (Ереван, 1984г.). Тезисы докладов. Н. :ШУ,1984.-с.73-75.

29. Мамиконов А.Г., Ашимов A.A., Кульба В.В., Косяченко С.А., Сиротюк В.О. Формализованные методы предпроектного анализа структуры информационных потоков при разработке информационных систем общего назначения. Сб. "Анализ и синтез оптимальных модульных систем обработки дашшх".-М.:ИГ1У,1984.с.5-14.

30. Косяченко С.А., Товмасян A.B., Чистяков A.A., Островский Б.А. Методы синтеза при разработке типовых модульных систем обработки данных. Сб."Анализ и синтез оптимальных модульных систем обработки данныхи.-М.:ИПУ,1984,С.41-47.

31. Косяченко С.А., Сидоров E.H.. Сергеев С.А. Некоторые

задачи синтеза типовых модулей СОД. Материалы II Всесоюзного семинара по методам синтеза типовых модульных систем обработки данных.-М.:ИПУ,I985.

32. Мамиконов Л.Г., Кульоа В.В., Косяченко С.А., Ужастов И. А. Анализ предметных областей пользователей и построение канонической структуры распределенных баз данных. Препринт. -М.:ИПУ,1985.-59с.

33. Кульба В.В., Косяченко С.А., Ужастов И.А. Система автоматизированного проектирования распределенных баз данных для АСУ. В кн.:Вопросы разработки и ведения баз данных средствами СУБД ИНЕС.-М.:ВНМИ системных исследований,1985.с.130-135.

34. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Сидоров E.H. Анализ технологий обработки данных при разработке типовых АСУ. Препринт.-Ы.:ИПУ,I986.-53с.

35. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Сидоров E.H. Синтез оптимальных типовых модульных СОД с использованием теории активных систем.-Сб. "Разработка оптимальных модульных систем обработки данных".-М.:ИПУ,1987,с.I0-18.

36. Кульба В.В., Косяченко С.А., Сидоров E.H. Методы синтеза оптимальных типовых модульных систем обработки данных . В кн.: X Всесоюзное совещание "Проблемы управления".-Алма-Ата,1986.

37. Кульба В.В., Косяченко С.А., Акимов В.Ф. Автоматизированное проектирование программных модулей и информационных массивов в АСУ. Учебное пособие.-Ы..МИПК Минприбора Л987.-90с.

38. Кульба В.В., Косяченко С.А., Ужастов И.А. Методы автоматизации проектирования РБД в интегрированных системах управления производством. VIII Мевдунар.конф. "Применение ЭВМ в технике и управлении производством. COMP CONTROL -87". Ч.И/2. U.,1987.с.120-123.

ЗЭ.Ашимов A.A., Мамиконов А.Г., Косяченко С.А. и др. Методы проектирования, анализа и реструктуризации моделей баз данных (учебное пособие).-Алма-Ата, КазПГИ,1987.-П7с.

40.Мамиконов А.Г., Ашимов A.A., Кульба В.В., Косяченко С.А., Сиротюк В.О. Оптимизация структур данных в АСУ.-М.:наука,1968. -2Ь6с.

41. Косяченко С.А., Кульба В.В., Мамиконов А.Г., Ужастов И.А. Модели и методы проектирования распределенных баз данных, (обзор).//А И Г.I989.N 7.с.3-58.

42. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А. Типизация разработки модульных систем обработки данных. -М.:Наука.1989.-168с.

43. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Калугин С.Э. Задачи синтеза оптимальных модульных диалоговых систем. Препринт.-М.:ИПУ,1989.-50с.

44. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Ухастов И.А. Оптимизация структур распределенных баз данных В АСУ.-М:Наука.1990.-240с.

45. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Ухастов И.А. Пинчук Г.Н. Метода типизации при анализе предметных областей пользователей РБД. Препринт.-М.:ИПУ.1990.-48с.

46. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Шелков А.Б. Промышленная технология автоматизированного проектирования информационного и программного обеспечения САПР и АСУ на базе типовых модульных систем обработки данных. Сб. "Вычислительная техника. Системы. Управление". Вып.1 .-М. :МЦН1'И,1989.

47. Мамиконов А.Г., Кульба В.В., Косяченко С.А., Сидоров Е.Н. Некоторые задачи синтеза типовых модульных СОД с учетом активного' поведения элементов системы проектирования. Сб."Автоматизация проектирования систем обработки данных.-М.:ИПУ.1989.с.13-22.

48. Mamikonov A.G., Kulba V.V..Kociachenko S.A.,Shelkov A.В. Personal Computer-aided design of modular management information cystema.IFAC/IMACS Workshop. Alma-Ata..Moscow, Justitute of Control Soiencee.,1989.p.29-30.

49. Косяченко С.А. Методы и модели типового проектирования АСУ сельскохозяйствешшх предприятий. Материалы Мехдународной научно-практической конференции. "Информация и системный анализ сельского хозяйства в условиях аграрной реформы." -М. :Г0СШТИ,1993.с.86-08.

50. Кузнецов Н.А., Кульба В.В., Косяченко С.А., Казиев Г.З., Шелков А.Б. Оптимальные модульные системы реального времени (анализ и синтез).-М.:ИШШ, 1994.-360с.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА В СОВМЕСТНЫЕ РАБОТЫ

Личный вклад автора в совместные публикации:

[1,25] - предложены методы предпроектного анализа информационно-управляющих систем; [2-15,17-19,21,23] - разработаны

постановки задач синтеза модульных СОД по общесистемным критериям .эффективности; [16,20,30] - предложена общая методология проведения работ по типизации разработки алгоритмического, программного и информационного обеспечения АИУС; [22,24,50] -разработаны постановки задач синтеза оптимальных модульных СОД РВ, функционирующих в однопрограммном режиме при использовании дисциплин диспетчеризации с абсолютными и относительными приоритетами; [26,29,39,40] - предложены методы синтеза логических структур БД по общесистемным критериям временного типа; [28,34] -разработаны методы анализа процедурной и информационной общности множества задач обработки данных; [27,32,33,38,41,44,45] -разработаны методы анализа информационных требований пользователей РБД и общая схема синтеза ее оптимальной типовой логической структуры; [31,35,36,42,43,47] - предложены постановки задач синтеза оптимальной структуры типовых модульных СОД по общесистемным критериям эффективности; [37,46.48] - разработана общая схема автоматизированного проектирования АИУС на базе синтеза типовых модульных систем обработки данных.