Файл: Садовников, В. И. Потоки информации в системах управления.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 0
Ясно, что внешние компоненты автоматизированной системы должны быть активными, т. е. среди них не должно быть компонент, для которых не существует активного отношения хотя бы с одним оператором си стемы; перечень исходных компонент должен быть огра ничен компонентами, необходимыми лишь для вычисле ния внешних компонент.
При описании и анализе потоков информации в неавтохматизированной систехме не делается различия между промежуточными и внешними компонентами, так как те и другие могут входить в состав документов, которые выдаются из системы (поэто.му в гл. 3 будем говорить только о внешних компонентах).
Если для каждого оператора системы тем или иным способом выявлены компоненты, которые ему необхо димы для управления, то информационный базис опре
деляется формально |
при |
помощи процедур, |
описанных |
|
в гл. 3. |
|
|
|
|
Me кду элементами потока |
существуют |
отношение |
||
вхождения и отношение порядка. |
Отношение вхождения |
|||
имеет смысл строки |
вида |
Xj = |
Xj,, Xjit ..., Xj„, которая |
означает, что элемент потока, записанный слева от зна ка равенства, образуется непосредственно из элементов, записанных справа. Схема потока информации задает ся совокупностью таких строк относительно каждого элемента потока.
Объединение элементов в схему потока информации и затем ее анализ осуществляются формально при по мощи процедур, описанных в настоящем параграфе
и в гл. 3.
Отношение порядка позволяет различать такты в движении потока. Исходные данные являются элемен тами потока нулевого порядка. На первом такте из исходных данных образуются элвхменты первого поряд ка. На втором такте из элементов нулевого и первого порядков образуются элементы второго порядка и т. д.
Таким образом, порядок щ элемента потока Xj (Xj —
— Xjt, X j n ) на единицу больше максимального из по
рядков элементов х ^ ,.... Xjn.
Выявление порядка элементов потока необходимо для программирования процедур обработки информации в автоматизированной системе.
138
Таким образом, схема потока информации может быть представлена совокупностью (списком) строк, опи сывающих отношения для каждого элемента потока.
Другим способом описанияДжемы потока является ее графическое изображение (рис. 2-4). Если структурные
компоненты потока |
х,, х 2, ..., х„ сопоставить |
вершинам |
||
графа х г, х 2, ..., х п |
и каждую |
пару |
вершин хг- |
и Xj со |
единить Д УГО Й , Идущей О Т Х і |
К X j |
в том и только в том |
случае, когда компонента ду является входом компоненты Xj, то получится схема, называемая информационным
Р и с . 2 -4 . |
Р и с . 2 - 5 . |
ным графом. Такую схему можно построить для уровня документов, уровня структурных компонент и синтетиче ского уровня (документы и структурные компоненты).
Схему рис. 2-4 можно дополнить, введя в нее вер шины Oj, соответствующие операторам системы (вер шины 11 и 12 на рис. 2-5). Если оператор Oj работает
с компонентой лу, то лу является входом для Oj. Из
указанной вершины информационного графа %і прово дится дуга с концом в Oj. Таким образом, получается
граф, состоящий из вершин х* и Oj и ориентированных связей между ними. Отметим, что в этом графе нет дуг, выходящих из Oj. Такой граф будем называть расши ренным информационным графом.
Пользуясь известными свойствами графов, можно выявить ряд важных характеристик схем потоков ин
формации. |
|
Пусть Xj, х^у.*>, х п (х 1, , |
х п, Оп^.,,..., On^.fe) есть вер- |
шины информационного |
(расширенного информацион |
139
ного) графа G. |
Образуем |
матрицу А с n(n + k) строка |
ми и с n(n + k) |
столбцами. |
Петь элемент ац этой матри |
цы, стоящий на пересечении і-й строки /-го столбца,
равен 1, если из вершины лу в вершину xj (или в вер шину Оj) идет дуга, и равен 0 в противном случае. Такая матрица называется матрицей смежности инфор
мационного (расширенного информационного) графа. Если G — информационный (расширенный информаци
онный) граф, а А — его матрица смежности, то элемент матрицы Л \ полученной возведением матрицы А в степень Я, равен числу различных путей длиной Я, иду
щих ОТ Х і К Xj (Xj или Oj).
Будем считать, что в рассматриваемых информацион ных и расширенных информационных графах контуров нет. Появление контура считается ошибкой обследова ния и может быть вызвано только введением корректи
рующих связей. |
|
|
А, А2, ...,АЫ и |
|
|
|||
Последовательность матриц |
матрица |
|||||||
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 = 5] Л* позволяют выявить следующие |
свойства |
схе- |
||||||
х=і |
|
|
|
|
|
|
|
|
мы потока информации. |
|
|
|
|
|
|
||
1. Порядок jij компоненты xj формально определя |
||||||||
ется по условиям |
я 3-) > 0 , |
оҢХ = Л]+ 1) = 0 , |
|
|
||||
|
а 3’(Я,= |
|
|
|||||
где <зі (Я) — сумма элементов /-го столбца матрицы |
А \ |
|||||||
Действительно, порядок itj измеряется длиной |
наиболь |
|||||||
шего пути, |
связывающего |
X j |
с лу. |
Физический смысл |
||||
xj — номер такта, |
к которому |
„готовы“ |
все составляю |
|||||
щие-компоненты X j . |
|
|
находится |
по всем |
||||
2. Число |
ІѴ= т а х я 3 (максимум |
|||||||
|
|
/ |
|
|
|
|
|
|
компонентам потока) называется порядком информа ционного графа. Дл яМ справедливо соотношение А ^ Ф 0,
Л^+1 = 0, а соответствующая схема |
называется іѴ-такт- |
ной. |
обследования) слу |
3. Признаком контура (ошибка |
жит появление ненулевых элементов на главной диаго
нали любой из матриц А .
4. Равенство нулю суммы элементов /-го столбца матрицы смежности сР(Х=1)=0 служит признаком для
140
формального выделения исходных компонент, а значе ние crj(А,= 1) > 0 равно числу компонент, входящих
вXj (Xj или Oj).
5.Аналогично четвертому свойству схемы потока информации равенство нулю суммы элементов і-й стро
ки матрицы смежности информационного графа Оі (Х = = 1)=0 служит признаком для выделения функциональ ных результатов, а значение аг-(Х =1)>0 равно числу
компонент, в которые входит лу.
6. Если при некотором i= j одновременно 0і (Я = 1)=О и ст3'(А,= 1) =0, то к рассматриваемой схеме потока ин формации эта компонента отношения не имеет (ошибка обследования).
7 . Ч и с л о |
путей дл и н ы |
Я о т |
х% к Xj(Xj |
и ли |
O j) о п р е |
||
д е л я е т с я э л е м е н т о м |
м атр и ц ы Л \ |
|
|
|
|
||
8 . Ч и с л о |
в с е в о з м о ж н ы х путей от лу |
к |
Xj(Xj |
или O j) |
|||
|
|
|
|
N, |
|
|
|
определяется элементом |
матрицы 8 = |
2 |
^ |
• |
|
||
|
|
|
х=і |
|
|
|
|
9. Отличные от нуля |
элементы /-го столбца |
матрицы |
|||||
8 указывают все компоненты, |
участвующие |
в формиро |
вании Xj (участвующие в формировании Xj или исполь зуемые O j), а ненулевые элементы і-й строки матрицы 8
указывают все компоненты, при формировании которых
используется компонента Х{.
10. Номер такта ту, после которого может быть «по
гашена» во внешней памяти компонента лу, равен мак симальному значению порядка компоненты, для которой элементы і-й строки матрицы А отличны от нуля.
11. |
Число |
тактов, |
в течение которых компонента |
«хранится» во внешней памяти, равно Ѳі =Ті—лу. |
|||
12. |
Если |
отношение |
вхождения «компонента — опе |
ратор» расширенного информационного графа установ лено только для активных компонент, то ненулевые эле менты всех /-X столбцов матрицы А, где Oj — оператор, соответствуют всем активным компонентам потока. Ненулевые элементы тех же столбцов матрицы 6 указы вают как активные, так и пассивные компоненты, ис пользуемые при формировании активных компонент. Остальные компоненты потока формально избыточны.
Hl
В процессе анализа существующей схемы потока могут быть выявлены дублирующие записи — компонен ты, входящие в несколько документов, и дублирующие,
связи, |
когда исходная компонента связана в потоке |
|
с оператором двумя или более путями. |
||
Кроме того, |
представляет интерес выявление не |
|
только |
прямого |
дублирования, но и потенциально дуб- |
|
А1 |
лирующих связей. Если оператор работает с докумен тами, которые раньше имели общие элементы потока информации, то относительно этого оператора и этих элементов потока имеются потенциально дублирующие связи. Выявление прямого дублирования и потенциально дублирующих связей важно для сокращения существую щего числа элементов потока информации и повышения
142
оперативности представления информации руководите лям разных уровней управления.
Понятия и определения, приведенные в настоящем параграфе, используются в процессе анализа сущест вующей схемы потока (§ 3-5).
Пример. Положим для определенности, что рассматриваемая схема является схемой движения данных оперативной отчетности в системе оперативного управления. Процедура анализа этой схемы
при |
помощи рассматриваемой |
модели состоит в следующем: |
|
|||||||||||||||
рис. |
1. Строим матрицу смежности (рис. 2-6) информационного графа |
|||||||||||||||||
2-4. Вычисляем А2, А 3, |
6і,-, oj'(X= 1), |
сг,(Л=1), |
i, j —1, 2, |
..., 10, |
||||||||||||||
Л,=!1, 2, 3 ... Матрица Л4= 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2. Свойства 4 и 5 классифицируют все компоненты^потока: |
|
||||||||||||||||
|
о і(Л = 1 ) = |
0 |
при |
/ = |
|
1, |
2, |
3, |
4; |
следовательно, |
S — {Хц ха, |
|||||||
х3, х4) — исходные данные. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
ot (Л. = 1) = |
0 |
при |
і = |
8, |
9, |
10; |
следовательно, |
F = |
(х 8, х9, |
||||||||
х/„} — внешние |
результаты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Очевидно, |
/? = { х 5, |
х „ |
|
X,} — промежуточные |
результаты. |
По |
|||||||||||
рядок X i ^ R |
и Xj S |
F пока |
неизвестен. |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
3. Обращаемся к свойству 1. |
ст^(Л,=-1) >0 для /= 5, |
6, 7, 8, 9,10. |
|||||||||||||||
|
о )(Х = 1)= 0 |
для /= |
1, 2, 3, 4; |
|||||||||||||||
|
о’(Х=<2) = 0 |
для j= l, 2, |
3, 4, |
5, 6; о>(Х=2) >0 |
для / = 7,8,9,10. |
|||||||||||||
|
0’(А,=3)=О |
для |
/ = 1, |
|
2, |
3, |
4, |
5, |
6, 7, 10; |
0*(А,=3)>О |
для |
|||||||
/ = 8, 9. |
|
|
для /'= |
, 2,.. , 10. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
о>(Х=4) = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Xjj Х2» Х3, |
Х4 являются компонентами 0-го порядка |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
Xj;, |
Х6 |
|
» |
|
|
|
|
1-го |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Х7, |
Хю |
|
|
|
|
|
» |
2-го |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Х8» Х9 |
|
я |
|
|
|
„ |
3-го |
„ . |
|
||||
|
4. Из матрицы Л видно, что: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Хі непосредственно |
входит |
в два |
результата |
(а, |
(Л = |
О |
|
||||||||||
|
х8; |
в Xj входов нет |
(«*(* = 1) |
= |
0; |
X, G S ); |
|
|
|
|
||||||||
|
х2 — непосредственно |
входит |
в |
два |
результата («»(* = |
1) |
|
|||||||||||
|
х7; |
в х2 входов нет |
(■*(* = |
1) |
= |
0; |
Хг €= S); |
|
|
|
|
|||||||
|
х 3 |
непосредственно |
входит |
в два |
результата |
(°з ß — 1) |
|
|||||||||||
|
х9; |
в х 3 входов нет |
(а s ( k = |
1) = |
0; |
x 3e S ) ; |
|
|
|
|
||||||||
|
х4 |
непосредственно |
входит |
в два |
результата |
(а4 (X = |
О |
|
||||||||||
|
х4; в х4 входов нет |
(а4 ( ^ = 1) |
= |
0; xt G S ); |
|
|
|
|
||||||||||
|
х5 — непосредственно |
входит |
в |
|
три результата |
( ® 5 |
(* = |
1) |
|
|||||||||
X,; |
х8; |
х9; в х5 |
входят две компоненты [о5 (>,= |
!) = |
2]; xj, |
х2; |
143