23. Виды структур асу, цели и задачи структурного анализа асу.

Одной из главных задач структурного анализа АСУ является построение наглядной формальной модели, отображающей процесс взаимодействия между элементами или подсистемами, составляющими систему, а также их взаимодействие с внешней средой.

Виды структур АСУ и, как следствие, следующие модели:

— организационная структура и ее модель;

— функциональная структура и ее модель;

— алгоритмическая структура и ее модель;

— техническая структура и ее модель и т.п.

Организационная структура. Как правило, она отображает со­бой структуру управления, которая сложилась на объекте автома­тизации (например, на предприятии) и которая совершенствуется при внедрении АСУ. Эта структура является основной и именно с нее следует начинать анализ и последующий синтез АСУ.

Основными элементами организационной структуры являют­ся подразделения аппарата управления и отдельные лица-опера­торы, которые связаны с анализом документооборота и процеду­рой принятия управленческих решений.

Основные направления совершенствования организацион­ной структуры:

— сокращение излишних подразделений или операторов;

— минимизация связей между этими элементами системы (подразделения и операторы);

— повышение пропускной способности этих связей;

— упорядочение документооборота;

— ликвидация циклов в движении документов и т.п.

При анализе организационной структуры решаются следую­щие задачи:

— описание состава организации и построение ее структур­ной схемы;

— определение функций отдельных подразделений и опера­торов;

— описание материальных и информационных связей;

— построение обобщенной структурной информационной модели организации.

Функциональная структура. Она отображает функции, выпол­няемые отдельными элементами системы (подразделениями и операторами) в составе организационной структуры. В принципе одной и той же организационной структуре может соответство­вать несколько различных функциональных структур.

Основные направления совершенствования функциональной структуры:

— устранение параллелизма в выполнении функций управления;

— освобождение элементов системы от выполнения функ­ций, не предусмотренных соответствующими должност­ными обязанностями;

— перераспределение функций управления с целью оптими­зации;

— создание максимально четких контуров ответственности. При анализе функциональной структуры решаются следую­щие основные задачи:

— изучаются функции управления в структурных подразде­лениях системы;

– выбирается состав функций, подлежащих автоматизации;

— определяется взаимосвязь этих функций;

— составляется обобщенная функциональная структура задач управления.

Алгоритмическая структура. Она отображает совокупность ис­пользуемых алгоритмов и последовательность их декомпозиции, что позволяет в дальнейшем перейти к созданию программного обеспечения.

Основные направления совершенствования алгоритмической структуры:

— использование стандартных (типовых) алгоритмов обра­ботки информации;

— повышение точности, скорости и надежности вычислений;

— сокращение требуемых объемов памяти;

— совершенствование отдельных алгоритмов.

При анализе алгоритмической структуры решаются следую­щие задачи:

— выделение комплексов задач, отдельных задач, алгорит­мов, модулей алгоритмов и т. п.;

— определение их информационно-логической взаимосвязи;

— определение последовательности их реализации. Техническая структура. Техническая структура отображает

перечень и взаимосвязь технических устройств, используемых для построения системы. При анализе технической структуры ре­шаются следующие задачи:

— определяются элементы, участвующие в основных инфор­мационных процессах: регистрация и подготовка инфор­мации, сбор и передача, хранение и обработка, воспроиз­ведение и выдача;

— составляется формальная структурная модель системы тех­нических средств с учетом топологии расположения эле­ментов, информационной и энергетической их взаимосвя­зи, а также связи с внешней средой.

Вопрос № 24 Уровни описания структуры АСУ

Общая задача структурного анализа состоит в том, чтобы, исходя из заданного описания элементов и непосредственных связей между ними, получить заключение о структурных свойствах системы и ее основных подсистем. Применительно к автоматизированным системам используется три уровня их описания:

— наличие связей;

— наличие и направление связей;

— наличие и направление связей и вид и направление движения сигналов, которые определяются взаимодействием элементов.

На первом уровне, когда исходят лишь из наличия или отсутствия связей, изучаемой системе может быть поставлен в соответствие неориентированный граф, вершины которого отображают элементы системы, а ребра — существующие между элементами связи. Основные задачи, решаемые на этом уровне:

— определение связности (целостности) системы. Если система оказывается несвязной, то ставят задачу выделения изолированных связных подсистем со списками входящих в них элементов;

— выделение циклов;

— определение минимальных и максимальных последовательностей элементов (цепей), разделяющих элементы друг от друга.

На втором уровне, когда задано направление связей, изучаемой системе соответствует ориентированный граф, направление дуг которого совпадает с направлением связей.

Результаты структурного анализа на этом уровне оказываются более содержательными. К задачам анализа на этом уровне относят:

— определение связности (целостности) системы;

— топологическая декомпозиция системы с выделением сильно связанных подсистем;

— нахождение входных и выходных полюсов системы и в соответствии с этим выделение пунктов приема и выдачи информации;

— выделение уровней в системе и определение их взаимосвязей;

— определение максимальных и минимальных путей;

— определение характеристик топологической значимости элементов;

— получение информации о слабых местах в структуре.

На третьем уровне описания связей не только учитывается наличие и направление связей, но и раскрывается состав и характер сигналов взаимодействия элементов. Система отображается с помощью специально вводимых схем или моделей сопряжения. Основные задачи на этом уровне:

— определение характера сигналов (входные, выходные, управляющие и т.п.);

— построение моделей функционирования элементов системы и самой системы.

Вопрос №25

Формализация описания структуры АСУ методами теории графов (графическое, матричное и множественное представление)

Принцип представления структуры в виде графа чрезвычайно прост. Чаще всего элементам системы ставят в соответствие вершины графа, а связям — ребра.

Рассмотрим некоторые основные определения, непосредственно связанные с задачами структурного анализа АСУ.

А. Графическое представление - это наиболее наглядный способ представления отношений между элементами, его недостаток — относительная сложность использования ЭВМ для анализа.

Б. Матричное представление

Матрица смежности вершин для неориентированного графа имеет вид:

для ориентированного графа:

В. Множественное представление

В этом случае для ориентированного графа G(V) задается множество вершин V и соответствие G, которое показывает, как связаны между собой вершины. Для каждой вершины i соответствие G определяет множество вершин G(i), в которые можно непосредственно попасть из вершины i. Это множество называется множеством правых инциденций.

Множество G-1(i) определяет все вершины, из которых можно непосредственно попасть в вершину i. Это множество называется множеством левых инциденций.

Таким образом, ориентированный граф задается перечислением (списком) множеств вида G(i), либо множеств вида G-1(i) для всех вершин графа. Такой способ оказывается наиболее компактным и эффективным при задании исходной информации о структуре для решения задач синтеза, особенно для иерархических структур.

Пример. Пусть структура системы имеет вид показанный

на рис. 4.2.

Необходимо представить ее рассмотренными способами.

Строим граф системы (рис. 4.3),

матрицы смежности (табл. 4.1) и инциденций (табл. 4.2)