Универсумная методика разработки АСУ предприятий Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Рис. 5. Характеристический многогранник сопрягающей порции

определим кривизну кривой в точках и=0 и и=1 по соотношениям:

к(0)=(2ШоЮ2/3Ш12 )(1 (Г1-Г0) X (Г2-Г1) 1/1Г1-Го13), к(1)=(2Ш1Шэ /3Шг2)( 1(Г2-Г1) X (Г3-Г2) I / 1Г3-Г2 |3),

где к - кривизна; w - однородная координата.

Таким образом, меняя лишь координаты Wj, можно в определенной степени управлять формой кривой.

В случае построения порции сопряжения для ограничения изменения формы сопрягающей порции в направлении изменения одного из параметров можно потребовать постоянства кривизны данной порции при переходе от одной характеристической ломаной к другой в точках ее касания исходных порций. Если значение кривизны меняется, его можно корректировать, изменяя значения однородных координат о>н и о>2ь

Литература

1. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР: учеб. для вузов. М.: Высшая школа, 1990. 335 с.

2. Препарата Ф., Шеймос М. Вычислительная геометрия: введение. М.: Мир, 1989.

3. Фокс А., Пратт М. Вычислительная геометрия: применение в проектировании и производстве. М.: Мир, 1982.

УНИВЕРСУМНАЯ МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ АСУ ПРЕДПРИЯТИЙ

В.И. Масликов (Дальневосточный государственный гуманитарный университет,

г. Хабаровск, vlad@гmaй.kM.ш)

Предлагается универсумная методика описания процессов функционирования предприятий, основанная на идее ранжирования подразделений по критерию качества материальных и информационных потоков. Такой подход позволяет осуществить интеграцию существующих АСУ предприятия в единую систему, а также создает универсальную базу для выработки новых принципов проектирования и организации работы различных предприятий в едином информационном пространстве.

Ключевые слова: универсум, автоматизированная система управления, интеграция автоматизированных систем, автоматизация проектирования, архитектура системы, организационная структура, информационная система, стратификация, информационный поток, управляющая информация, единое информационное пространство.

Существует множество подходов к проектированию АСУ предприятий, но практически все школы разработчиков основаны на субъектно-объектном подходе и рассмотрении преимущественно информационных потоков предприятия.

Между тем многие авторы отмечают, что эволюция методов разработки информационных систем (ИС) достигла такого уровня, когда уже невозможно обойтись без выработки научно обоснованного подхода к ее онтологии [1], и что при этом важно понимание информации как меры порядка, организованности, то есть информации как характеристики структуры системы. Для понимания того, что объект является системой, его необходимо представить в виде упорядоченного множества взаимосвязанных элементов, имеющих структуру и удовлетворяющих принципу целостности [2].

Универсумная методика разработки, основанная на эволюционном развитии как онтологиче-

ской, так и гносеологической стратификации объектов исследования, открывает возможности разработки и внедрения более технологичных процедур процессов автоматизации предприятий.

Основные термины

Универсум (Universum, U) - универсальная единица описания любого элемента Вселенной как единства материи (М), информации (И) и меры, в которой категория мера определяет численное соотношение между материей и информацией. Функционирование универсумов отражается в процессах, которые в обобщенном виде можно назвать информационно-материальными (ИМ), материально-информационными (МИ) или, обобщенно, универсумными (U) потоками.

U-поток - это процесс взаимного отражения материального и информационного состояний универсума, отображающий тот факт, что любые изменения материального бытия универсума обя-

® К4 Ч5Г ___ /в) ш-

© Кз ч-Т ©

© К2 ~я ~ К" ------ ®

фК 1 ®

О

8 - входной и-поток; I - внутренний И-поток; Я - выходной И-поток

Рис. 1. Графическое представление универсума класса 4и3

зательно влияют на его информационное состояние и, наоборот, изменения в информационном состоянии связаны с изменением материального бытия.

Графически универсум можно представить как совокупность М и И (рис. 1), определяемую как прямоугольник, разграниченный мерой - диагональной линией, условно отделяющей пространства М (нижняя часть прямоугольника под диагональю) и И (верхняя часть над диагональю).

Протекающие в универсуме и-потоки могут перемещаться в любых направлениях, но в пределе разбиваются всего на два класса:

— претерпевающие только количественные изменения при распространении в пределах универсума, то есть такие потоки, при движении которых их ИМ-соотношение не меняется (обозначено горизонтальными стрелками);

— претерпевающие только качественные изменения при распространении в пределах универсума, то есть такие потоки, при движении которых их ИМ-соотношение меняется (обозначено вертикальными стрелками).

Перемещение и-потока вверх по и изменяет МИ-соотношение от М, бесконечно близкого к 100 % до уровня И, бесконечно близкого к 100 %, перемещение вниз - наоборот. Перемещение горизонтального и-потока не меняет его МИ-соотношение.

Универсумная логика подразумевает последовательное изменение процентного соотношения между материей и информацией при движении и-потоков в вертикальном направлении и фиксацию этого соотношения при распространении в горизонтальной плоскости.

Класс универсума - количество горизонтальных и вертикальных фреймов (дискретов) разбиения универсума. Так, универсум с тремя горизонтальными разбиениями по количеству полученных фреймов записывается как 4и, универсум с четырьмя вертикальными разбиениями - пятью каскадами - как и5.

Матричный и допускает оба вида дискретизации: и по горизонтали, и по вертикали.

В приведенном на рисунке 1 обобщенном описании матричного универсума класса 4и3 отображены четыре горизонтальных контура внутреннего обращения и-потоков: контур Кх содержит максимальную часть материальной состав-

ляющей, в контурах К2 и К3 доля информационной составляющей последовательно возрастает, контур К4 содержит максимальную меру информационной составляющей.

Как любой объект мироздания, универсум является открытой системой. Каскад 8 учитывает входной и-поток, каскад К - выходной, промежуточный набор фреймов I является каскадом внутренней (интеллектуальной) обработки и-потоков.

Подробное описание универсумной методологии дается в [3].

Универсумное описание структуры предприятия

Современные методологические подходы к разработке АСУ и связанные с их практической реализацией проблемы известны. Список их варьируется довольно широко в зависимости от профиля предприятия, его специфики, размера, приверженности разработчиков АСУ к определенным проектным концепциям, от множества других факторов. Однако нельзя не согласиться с тем, что архитектуру корпоративной информационной системы управления предприятием, отвечающую требованиям времени, можно представить как совокупность взаимодействующих друг с другом открытых подсистем, каждая из которых реализована в виде стандартной коробочной или самостоятельно разработанной информационной подсистемы определенного вида [4]. Именно универсум-ный подход открывает возможность создания такой коробочной архитектуры.

На рисунке 2 представлена обобщенная структура предприятия в виде универсума класса 6ТО, в котором фреймы представляют основные функционалы (подразделения) предприятия, а стрелки показывают направление перемещений межфреймовых U-потоков. Стратификация фреймов на уровни произведена в соответствии с универсум-ной логикой: нижний уровень организационной структуры предприятия занят преимущественно вопросами материального снабжения, но по мере движения ^потока по стратам вверх растет доля его информационной составляющей, достигающая максимума на уровне руководства предприятия. Эта стратификация соответствует описанию полной функции управления [3, 5]. Конечно, на реальном предприятии обозначенные фреймы-подразделения будут именоваться по-разному, например, функции фрейма диспетчерская служба может нести начальник производства.

Раскрытие составляющих ^потока показывает, что любое предприятие связано с внешней средой четырьмя типами встречных ИМ- и МИ-потоков: S1-R1, S1-R2, S2-R1 и S2-R2, два из которых в классической формулировке определяются как товарно-денежные отношения, когда потоку товаров соответствует встречный денежный поток, а два других - как информационный обмен и бартерные операции.

Рабочие циклы предприятий различных типов

Изучение рабочих процессов предприятия в универсумном представлении преобразуется в

рассмотрение процессов последовательного протекания ^потока по универсумным контурам.

На рисунке 3а представлена схема рабочего цикла предприятия, осуществляющего единовременную продажу товара со склада без заключения отдельного договора поставки. Внешний ^поток проходит по контуру S-1-2-17-12-13-R, что отражается на внутреннем контуре ^потоком, проходящим по фреймам 2-3-4-15-10-11-12-17-2. В случае же, например, специализации предприятия на оказании транспортных услуг (рис. 3б) в рабочих циклах должны быть задействованы административный, финансовый и логистический уровни.

Другие комбинации рабочих процессов могут описывать более сложные, циклические транзакции.

Рассмотрение обобщенной структуры предприятия, представленной в универсумном виде, позволяет сделать некоторые выводы по практической разработке различных АСУ предприятия, говорящие о том, что универсумная методика открывает методику разработки межфреймового интерфейса, что позволит максимально точно позиционировать и интегрировать разнородные локальные АСУ и распределенные БД в единый комплекс АСУ предприятия независимо от используемых аппаратных платформ и программного обеспечения.

Кроме того, методика предоставляет покупателю возможность приобретения только необходимых рабочих компонент, а в случае реорганизации предприятия или изменения профиля деятельности обеспечит достаточно легкую настрой-

анализ ситуации

©

руко водство

-©

вектор целей

Э

нетрив. заказы

©

технолог.

©г планиро -вание

ведение казо

©

заказов

типо зак

вы азы

рассм1 рение

получе заказо

финансовая

я диспет-

служба

дисп ет-черская

е и

произ водство

О.

техн конт

ол роль

нот-

©

скпал

©

запасы

испо.

ол

ние в

3

служба логистики

©

отпра зака

© ©

Яр) V

©

нение

вка зов

(Э

анализ

©

ситуации

нет

заказы

вед за

тип зак

расс

получ зака

руко-

©

водство

вектор целей

э

ив

©

технолог.

©

план ван

иро ие

: Э

финансова

©

ая

служба

чер

звы азы

е и

произ водство

- ©

технол

конт

мот

рение

©

склад. запасы

©

испол

:ние v)

служба

логистики

отпр

зак

© ©

- Э

ет кая

©

роль

. ©

нение

вка зов

©

а) Продажа товара со склада без заключения б) Логистическая операция (оказание

отдельного договора поставки, самовывоз транспортных услуг) с заключением договора и

покупателем предоплатой

Рис. 3. Примеры и-описания рабочих циклов предприятия

д

в

ку всего комплекса АСУ без существенных переделок (реализация принципа plug-and-play для АСУ) и является основой интеграции АСУ самых различных предприятий в целостное и единое информационное пространство.

Литература

1. Фомин В.В., Фомина И.К. Кусочно-спиральная модель объективирования в процессе проектирования информационных систем // Программные продукты и системы. 2008. № 2. С. 61-62.

2. Тихомиров В.А., Карпов И.А., Тихомирова Е.В. Системный подход к интеграции информационных ресурсов в

концепцию математического моделирования // Программные продукты и системы. 2008. № 1. С. 4-7.

3. Масликов В.И. Универсум: эволюция мыслящей материи. Хабаровск: Изд-во Приамурское географ. об-во, «РИОТИП» краевой типогр., 2008. 192 с. URL: http://universum-2007.narod.ru/ (дата обращения: 12.08.2008).

4. Максимов А.А. Интегрированная автоматизированная информационная система управления промышленным предприятием // Программные продукты и системы. 2005. № 4. С. 33-37.

5. Достаточно общая теория управления: Постановоч. матер. учеб. курса фак-та ПМ ПУ СПбГу (1997-2003 гг.) Санкт-Петербург: 2003. 419 с. URL: http://www.dotu.ru (дата обращения: 12.08.2008).

РАСПРЕДЕЛЕННОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРОСТРАНСТВО И ПОРТАЛ СОВРЕМЕННОГО ТРЕНАЖЕРА

В.В. Янюшкин (Донской филиал Центра тренажеростроения, г. Новочеркасск,

vadim21185@гатЫег. ги)

В статье рассмотрены современные положения центров обработки данных и облачных вычислений в приложении к проектированию архитектур сложных тренажерно-моделирующих комплексов. Предложены концептуальная модель построения распределенного информационного пространства данных системы и иерархическая структура портала как перспективной разработки, объединившей преимущества перечисленных подходов.

Ключевые слова: тренажер, портал, центр обработки данных, облачные вычисления, информационные интерфейсы.

Виртуализация компьютерных ресурсов, вычислительных мощностей и памяти - одно из наиболее перспективных направлений информационных технологий, а управление данными в виртуальных средах - один из наиболее актуальных вопросов параллельных и распределенных вычислений, важность которого обусловлена растущей потребностью в оптимальном использовании ресурсов и ликвидации ограничений на производительность, накладываемых коммуникационной средой систем в сложных системах реального времени, каковыми являются создаваемые средства подготовки профессиональных специалистов различных областей.

Проектирование центров обработки данных (ЦОД) является одним из возможных подходов в решении данных задач. ЦОД включает серверный комплекс, а также системы хранения данных, эксплуатации и информационной безопасности. Все компоненты, наиболее важными из которых являются система хранения и серверный комплекс, интегрированы между собой и объединены высокопроизводительной вычислительной сетью.

Система хранения данных предназначена для организации надежного хранения информационных ресурсов и предоставления сервером доступа к ним. При построении серверного комплекса целесообразно пользоваться моделью системы с многоуровневой архитектурой. Серверный комплекс обычно включает в себя: серверы информа-

ционных ресурсов, отвечающие за сохранение и предоставление данных серверам приложений; серверы приложений, выполняющие обработку данных в соответствии с бизнес-логикой проектируемой системы; серверы представления информации, осуществляющие интерфейс между пользователями и серверами приложений; служебные серверы, обеспечивающие работу других подсистем ЦОД.

Современный ЦОД строится по иерархическому принципу. На нижнем уровне находится инженерная инфраструктура, обеспечивающая жизнедеятельность /Г-инфраструктуры. Следующий уровень - аппаратная /Г-инфраструктура: серверы, системы хранения данных и телекоммуникационное оборудование. Основными производителями аппаратуры являются /BM, HP, Sun Microsystems. Телекоммуникационная инфраструктура создается вместе с корпоративной сетью передачи данных. Популярные торговые марки на этом рынке - Nortel, Cisco Systems, 3Com, Avaya. Последний уровень ЦОД - программное обеспечение (ПО), которое выполняет непосредственную обработку данных, используя имеющуюся /Г-инфраструктуру.

Текущий процесс трансформации и разработки ЦОД можно разделить на три взаимосвязанных этапа: консолидация, виртуализация и автоматизация [1]. Консолидация позволяет переместить, к примеру, ресурсы серверов и систем хранения из