CC BY
21В.И. Сучков
кандидат технических наук, доцент
В.А. Чикуров
кандидат технических наук, доцент
ФКГВОУ ВПО «Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского», г. Санкт-Петербург
О.Г. Лазутин
Главный испытательный космический центр имени Г.С. Титова, г. Краснознаменск
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБРАБОТКИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Рассматриваются принципы построения специального программного обеспечения автоматизированных комплексов обработки телеметрической информации, наиболее полно воплощающие основные закономерности и тенденции построения и развития специального программного обеспечения существующих и перспективных автоматизированных комплексов обработки.
Введение
Специальное программное обеспечение (СПО) автоматизированных комплексов обработки (АКОИ) телеметрической информации (ТМИ) — СПО АКОИ определяется как совокупность программ, описаний, инструкций для решения задач преобразования ТМИ, контроля и диагностирования средств АКОИ как элементов вычислительной системы.
Отличительным свойством наиболее распространенных видов АКОИ является их универсальность как вычислительной системы. Она выражающаяся в способности в достаточно широком диапазоне варьировать перечнем решаемых задач обработки измерительной информации, порождаемой источниками с различными структурными и функциональными характеристиками.
Рассмотренные обстоятельства приводят к определению СПО АКОИ как порождающему программному комплексу. Он включает в себя систему описания исходных данных источника ТМИ, базу модулей процесса обработки, систему определения характеристик и структуры процесса обработки. Он предназначен для автоматического формирования программной продукции, реализация которой и обуславливает
применение АКОИ для обработки ТМИ конкретных технических объектов (ТО). Именно средствами данного комплекса осуществляется отражение в программных инструкциях по обработке ТМИ специфики предметной области в виде учета априорных сведений о характеристиках ТО, требований к содержанию, форме и организации процесса обработки ТМИ.
Анализ характеристик специального программного обеспечения автоматизированных комплексов обработки информации
Программный комплекс выступает как СПО программирования процессов обработки (ППО). Программная продукция, порождаемая им в процессе подготовки к обработке информации конкретных источников (в процессе постановки объектов на автоматизированное обслуживание), в этом случае представляет собой СПО конкретного технического объекта (ТО). Характер взаимодействия СПО ППО и СПО ТО иллюстрирует рисунок 1.
Соотнесение структур, представляющих субъект порождения программной продукции (ПП) и субъект обработки измерительной информации, с перечнем функциональных характеристик, предъявляемых разработчиками
МБЛН 01? СОММиШСЛТКЖ Б((ШРМБШ: Iss. 1 (141). 2018
Рис. 1. Характер взаимодействия СПО ППО и СПО ТО
СПО обработки ТМИ и подвергаемых исследованию в процессе испытаний СПО АКОИ, показывает, что практически все они имеют отношение к субъекту обработки ТМИ и в весьма ограниченных пределах, косвенно позволяют выносить суждения о свойствах и характеристиках субъекта порождения. Поскольку именно к эксплуатационным свойствам субъекта обработки предъявляются наиболее жесткие, конкретные требования пользователя, вытекающие из оперативно-тактических и технологических условий проведения обработки информации, как по привлекаемым ресурсам вычислительной системы, такипокачествуполучаемыхрезулыатов.
Свойства и характеристики СПО ТО являются производными, порождаемыми конструкционными возможностями и свойствами принятой в конкретном СПО АКОИ системе или технологии компиляции программ обработки. В свою очередь, возможности конкретного компилятора программ обработки являются отражением принятых в конкретном СПО АКОИ технологий и подходов к описанию и концентрации атомарных знаний, фактов и правил их композирования.
Таким образом, сложившаяся система анализа характеристик СПО АКОИ и определения перспектив его развития ориентирована преимущественно на исследование свойств субъекта обработки, оставляя практически без внимания свойства и характеристики СПО ППО, являющимся основным источником свойств СПО то.
В связи с этим в качестве основного предмета задачи оценивания и анализа характеристик СПО АКОИ должно выступать СПО ППО. Оценки его свойств и показателей качества помимо аттестации собственно СПО АКОИ, как элемента программного обеспечения АСУ ТО, являются наиболее весомыми и существенными в определении порождающей способности СПО ППО.
В соответствии со сформулированной концепцией рассмотрения СПО АКОИ в таблице 1 приведены имеющие место в настоящее время формы и способы исходного представления в среде порождения выделенных выше (рис.1) компонентов синтезируемой ПП. Отметим, что представленные в таблице 1 шкалы выразительных возможностей имеют качественный, отражающий тенденцию, характер. Количество градаций и их определения может быть иным. Диаграмма на рисунке 2 отражает уровень реализации представленных в таблице 1 выразительных возможностей среды СПО ППО в конкретных, хронологически упорядоченных, образцах СПО АКОИ.
Объективным результатом проведенного рассмотрения существа СПО АКОИ является вывод о том, что СПО ТО, реализуемое в вычислительной системе АКОИ, представляет собой композированные в соответствии с определенной логической схемой процеду-ральные знания, аргументы которых определяются совокупностью фактов (исходных и
входных данных), подлежащих преобразованию или используемых при преобразовании в рамках конкретного СПО ТО.
Таким образом, система автоматизированной подготовки программ обработки измерительной информации обеспечивает эффективную организацию работы АКОИ на следующих этапах:
- подготовки исходных данных по контролируемому объекту и по условиям обработки полученной от него информации;
- формализации знаний по методам обработки измерительной информации;
- подготовки заданий на обработку измерительной информации;
- формирования и исполнения рабочих программ сеанса как СПО ТО;
- управления сеансом обработки.
Для решения перечисленных задач СПО ППО располагает совокупностью компонентов —
системой подготовки ихраненияданных (СПХД), базой модулей обработки (БМО), компилятором рабочих программ (КРП), языком заданий на обработку (ЯЗО). Отметим, что все эти компоненты теснейшим образом взаимосвязаны. Так, например, логика работы КРП в значительной степени определяется синтаксисом и семантикой ЯЗО, а также методами, используемыми при построении модулей БМО. Структура записей СПХД определяется принятым методом их использования в КРП.
Представленные результаты показывают, что объективной тенденцией развития и совершенствования АКОИ и его СПО является повышение уровня их универсальности, рассматриваемой как способность подготавливать и осуществлять в рамках единой вычислительной среды процесс обработки измерительной информации с произвольной исходной структурой в необходимом диапазоне задач и методов преобразования
Таблица 1
Формы и способы представления в среде порождения компонентов синтезируемой программной продукции
№ п/п Средства представления в среде порождения компонента синтезируемой ПП
Логическая архитектура Примитивы преобразования информации Факты и исходные данные
1 Фиксированная средствами машин-но-ориентированного языка (МОЯ) Подпрограммы на МОЯ Стандартные информационные структуры МОЯ
2 Формируемая на этапе подготовки СПО ТО средствами МОЯ Процедуры алгоритмического языка (АЯ) Программируемые средствами МОЯ информационные структуры
3 Формируемая на этапе подготовки СПО ТО средствами АЯ Программные модули на МОЯ или АЯ Стандартные информационные структуры АЯ
4 Фиксированная средствами МОЯ, цополняемая средствами табличного языка Библиотеки модулей на МОЯ или АЯ Сложные информационные структуры программируемые средствами АЯ
5 Фиксированная средствами МОЯ, цополняемая средствами АЯ Библиотеки программных модулей и эвристик Файлы и библиотеки исходных цанных
6 Формируемая при подготовке СПО ТО средствами специализирован-ного процедурного языка (СПЯ) Библиотеки модулей, эвристик и продукции-онных правил Базы данных с фиксированной концептуальной моделью
7 Формируемая при выполнении СПО ТО применительно к текущему запросу средствами механизма логического вывода Базы вычислительных модулей, эвристик и продукционных правил Базы структурированных и не структурированных данных с настраиваемой концептуальной моделью
МБЛН 01? СОММИШСЛТКЖ Б(.)иГ1]Е>:М/1:БТ«ГТ. Iss. 1 (141). 2018
ТМИ применительно, как к результатам измерений отдельных параметров, так и к их совокупностям.
Определяющую роль в обеспечении данной тенденции играет СПО ППО как аппарат формализации имеющихся априорных сведений о ТО и формального представления аксиоматики построения процесса обработки, реализуемой в дальнейшем в архитектуре СПО ТО.
При этом универсализация СПО АКОИ не является самоцелью, а выступает как средство обеспечения адекватности инструментальных средств организации и проведения обработки текущим требованиям к форме и содержанию этого процесса.
В связи с этим наилучшими адаптационными качествами, а следовательно и более высоким уровнем универсальности, будет обладать СПО АКОИ, порождающая компонента которого обеспечивает независимое, наиболее корректное и компактное исходное представление компонентов СПО ТО. Порождающая компонента такого СПО АКОИ характеризуется последней строкой табл.1.
Однако этимиже свойствамихарактеризуются такие системы обработки информации как оболочечные экспертные системы и относимые к совокупности программных систем искусственного интеллекта (СИИ). Таким образом, тенденция универсализации СПО АКОИ средствами
СПО ППО обеспечивается, по сути теми же средствами, что и интеллектуализация ПП обработки ТМИ. Настоящий уровень достижений в этом направлении и представлен на рис.2.
Заключение
Рассмотренные обстоятельства определяют стратегию организации объективной оценки свойств и характеристик СПО АКОИ, предусматривающую:
- выделение в СПО АКОИ компонентов описания и порождения в интересах оценки свойств и характеристик функционально эквивалентной программной продукции;
- оценка эффективности построения СПО АКОИ, определение случайностей и закономерных тенденций его развития возможны только на основе выделения и анализа аксиоматики реализуемого СПО ППО как основы сопоставления типов и версий СПО АКОИ;
- целенаправленная функционально эквивалентная модернизация СПО АКОИ осуществляется как модернизация СПО ППО по крайней мере не снижающая уровень его выразительной способности;
- уровень и интеллектуальная сложность средств порождения должны быть не ниже уровня и сложности представляющего интерес процесса обработки измерительной информации конкретных ТО.
Рис. 2. Уровень достижений в направлении универсализации и интеллектуализация ПП обработки
информации
