CC BY
45
сотрудник и студент, являющиеся наследниками человека.
Таким образом, R-система 3-го рода позволяет, с одной стороны, декомпозировать существующие системы объектов 2 и 3 рода на более мелкие системы, но с более сильно связанными элементами, а с другой - формировать из существующих систем 2 и 3 рода более крупные при усилении связей между элементами этих систем.
На 3 уровне решаются задачи эффективного выявления и поддержки отношений совместного использования данных и формирования оптимальной схемы данных с учетом совместно используемых данных.
Будем называть R-системой 4-го рода единственный объект S4, представляющий собой взаимосвязанную совокупность объектов S2 и S3 и существующий автономно: S4=<val4,tH,tK>, R3= =<VAL4,F4,P4,T>, где A4=[gRbgR2,...,gRn] - последовательность имен систем объектов R2 и R3, из объектов S] и S3 которых формируется элемент val4; VAL4c VALgRi xVALjL x-xVALgj val4eVAL4;
F4={ f 4 | а4е<взаимосвязи компонентов val2 и
а 4
val3 в val4>} - отношения, определяющие автономную совокупность объектов S2 и S3 и формирующие целостный объект S4, являющийся единственным представителем системы объектов R4;
Р4={Рр4 | р4е <ограничения на автономность
объекта>} - ограничения на необходимость, объем и интенсивность обработки объектов 82 и 83, определяющие существование объекта 84, представляющего систему объектов К4; Т=М - физическое время; 1;н,1;кеТ - начальный и конечный моменты времени, задающие интервал времени существования объекта 84.
Примерами К-систем 4-го рода являются автономные подсистемы больших систем, или самостоятельные автоматизированные системы.
Таким образом, К-система 4-го рода задает автономную (самостоятельную, целостную и относительно независимую) систему организации данных, для которой может быть разработан эффективный метод ведения и обработки данных, позволяющий системе существовать длительное (потенциально бесконечное) время.
На 4 уровне решаются задачи эффективного выявления и поддержки отношений автономности объекта и предоставления эффективного интерфейса взаимодействия с внешней средой.
Предложенная модель данных позволяет создавать устойчивые многоуровневые БД, допускающие хранение фактов, нарушающих зависимости, что позволяет обоснованно проводить реорганизацию и оптимизацию БД в процессе функционирования АИС.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
О.В. Петриева (Санкт-Петербург)
Проектирование - это итерационный процесс, при помощи которого требования к программной системе транслируются в ее инженерные представления. Обычно в проектировании выделяют две ступени - предварительное проектирование и детальное. Кроме того, на практике выделяют интерфейсное проектирование, цель которого -сформировать графический интерфейс пользователя (GUI). Сущность основных информационных связей процесса проектирования представлена на рисунке 1.
Рассматривается этап предварительного проектирования, так как этап детального проектирования и интерфейсное проектирование требуют существенной детализации процесса синтеза рассматриваемой системы. Такая детализация может являться объектом отдельного исследования. Предварительное проектирование обеспечивает идентификацию подсистем, а также определение основных принципов управления подсистемами и взаимодействия подсистем.
Предварительное проектирование включает три типа деятельности: структурирование системы, моделирование управления, декомпозиция подсистем на модули.
Каждая подсистема разбивается на модули. Определяются типы модулей и межмодульного соединения.
Существует два типа моделей модульной декомпозиции: модель потока данных и модель объектов.
В основе модели потока данных лежит разбиение по функциям.
Требования
Архитектура
программ и _
Предварительное 1 данные Детальное
' проектирование * проектирование
Структуры данных и алгоритмы
■ программ ♦
Интерфейсное проектирование (создание GUI)
Характеристики, формы человеко-машинного интерфейса
Рис. 1. Информационные связи процесса _проектирования_
Стоимость Стоимость
стоимости
Рис. 2. Затраты на модульность
Модель объектов основана на слабо сцепленных сущностях, имеющих собственные наборы данных, состояния и наборы операций.
Модульность - свойство системы, которая может подвергаться декомпозиции на ряд внутренне связанных и слабо зависящих друг от друга модулей, обеспечивающее интеллектуальную возможность создания сколь угодно сложной программы. Пусть С(х) - функция сложности решения проблемы х; Т(х) - функция затрат времени на решение проблемы х. Для двух проблем p1 и р2 из соотношения С(р1)>С(р2) следует, что Т(р1)>Т(р2). (1)
Очевидно, решение сложной проблемы требует большего времени. Далее из практики решения проблем следует: С(pl+p2)>C(pl)+C(p2).
Отсюда с учетом отношения (1) запишем: Т(р1+р2)>Т(р1) + Т(р2). (2)
Соотношение (2) - это обоснование модульности и аргумент в пользу модульности, но здесь
отражена лишь часть реальности, так как не учитываются затраты на межмодульный интерфейс. Как показано на рисунке 2, с увеличением количества модулей затраты также растут.
Таким образом, существует оптимальное количество модулей (Opt), которое приводит к минимальным затратам на разработку системы.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОВОГО РЕЖИМА ЛИТЕИНОИ ФОРМЫ А.В. Матохина, Ю.Ф. Воронин, к.т.н. (Волгоград)
Газовый режим литейной формы существенно влияет на формирование качества отливок. Материалом, из которого изготавливаются формы и стержни, обычно служит песок и глина. В результате теплового воздействия залитого металла на песчаную форму, из нее выделяются газы, образующиеся при испарении воды, горении органических материалов и др. Часть возникающих газов удаляется естественным путем через знаковые части формы и стержня, другая часть проникает в залитый металл и приводит к образованию различных газовых дефектов. Самый распространенный дефект - газовые раковины, которые образуются при давлении, превышающем некоторый критический порог.
Этой проблеме посвящен ряд работ, в которых получены математические модели газового режима, описывающие газовые выделения из стержней и форм, имеющих простейшее геометрическое строение (цилиндр, конус), также допускаются существенные ограничения (например, металл заливается мгновенно).
В литературе предлагаются различные математические формулы для описания газового режима формы в точке контакта металл-форма, не позволяющие анализировать детали сложной геометрии. Авторами была разработана математическая модель расчета давления газа при изготовлении отливки произвольной конфигурации.
Эта модель позволяет определить время заливки формы для предотвращения образования газовых дефектов с учетом следующих факторов:
П
Vi
Т 3
U-1
Vi
V Т з уу
F„
U -
Vi.
vT V з у у
л/т- tdt + S
- МфРТ + Мфр 0 т- у1п
Р + Р 0
2Р 0
= 0,
где а - относительный коэффициент газовыделения; и-1 (Ь) - объем металла в форме на уровне Ь (изменяется от нуля до V); V - объем металла, который должен поступить в форму; ЕЗМ (1) - площадь зеркала металла на высоте 1; т - время от начала заливки; П(Ь) - периметр формы на высоте Ь; 8н ф. - элементарная площадка, примыкающая к периметру смачивания; Мф - пропускная способность; р - абсолютное давление газа на поверхности контакта с металлом; р 0 - абсолютное давление газа на открытой
поверхности формы, часто равное атмосферному.
Для нахождения давления как функции времени используется следующая формула:
т V
2
р = —-
a" Jvзм (z) Vt- zdz + Mp0Т +
Mt +
2Р 0
где узм(z) -
функция скорости подъема металла от времени.
t
a
