Информационное и математическое обеспечение асу

Внедрение вычислительной техники в управление энергосистемами и отдельными предприятиями идет как по пути охвата все новых предприятий и подразделений энергосистем, так и по пути расширения количества задач и автоматизированных рабочих мест (АРМ) в уже существующих и введенных в эксплуатацию системах. Все эти процессы идут на фоне переоснащения энергосистем и отдельных предприятий современными средствами вычислительной техники и персональных компьютеров.

Разработка и внедрение автоматизированных систем обработки информации — процесс длительный и очень трудоемкий. Кроме того, акционирование энергосистем и отдельных объектов, таких, как станции, сети приводит к перестройке всей системы управления и отчетности, что в свою очередь вызывает переделку как отдельных автоматизированных рабочих мест (АРМ) в управлении, так и всей системы обработки экономической информации. Для создания системы обработки информации на базе ЭВМ необходимо выполнить большой комплекс работ:

1) создать информационно-вычислительную систему;

2) разработать организационно-правовое обеспечение;

3) осуществить подготовку персонала в условиях использования вычислительной техники.

Создание информационно-вычислительной системы осуществляется последовательно и включает:

разработку информационного обеспечения (совершенствование потоков информации, установление связей между задачами, создание нормативной базы и др.);

создание математического и программного обеспечения (разработку методов, моделей, алгоритмов и программ);

осуществление технического обеспечения системы обработки информации (приобретение, установку и наладку ЭВМ и периферийного оборудования, оборудования передачи данных и т.д.).

Информационное обеспечение — совокупность реализованных решений по объемам, размещению и формам организации информации, циркулирующей в автоматизированной системе управления при ее функционировании.

Рис. 14.1. Структура информационного обеспечения АСУ

Информационное обеспечение (ИО) включает (рис. 14.1) нормативно-справочную информацию, необходимые классификаторы технико-экономической информации и унифицированные документы, используемые в АСУ. Цель информационного обеспечения — своевременная выдача необходимой достоверной информации для выработки и принятия управленческих решений. Таким образом, информационное обеспечение представляет собой совокупность средств и методов построения информационной базы, подразделяется на внемашинное и внутримашинное. Оно должно строиться по принципу совместимости автоматизированных систем управления различных уровней.

При разработке информационного обеспечения большое значение имеют вопросы классификации элементов производственно-экономической информации. Под классификацией понимается совокупность правил распределения заданного множества объектов на подмножества в соответствии с установленными признаками их сходства или различия. Классификатор является своего рода формализованным языком, отражающим закон и порядок разбиения множества объектов на классы, группы, подгруппы и виды и позволяющий одновременно производить кодирование понятий номенклатуры. Систему кодирования определяет набор классификаторов, имеющих определенную сферу действия. Система классификации и кодирования технико-экономической информации должна быть единой и обеспечивать: 1) информационную совместимость с общероссийскими и межотраслевыми классификаторами и классификаторами отдельных энергосистем и подразделений министерства; 2) унификацию технико-экономических показателей как в части их наименований, так и в части классификации и кодирования; 3) организацию единой автоматизированной системы ведения всех классификаторов.

Информационная совместимость классификаторов достигается в результате унификации форм оперативной, производственной, конструкторской, экономической и других видов документации, их увязкой с общероссийскими требованиями.

Современная организация учета и отчетности в энергосистемах производственно-хозяйственной деятельности рассчитана на ручную обработку, многоступенчата, применение ЭВМ входит с ней в противоречие. Поэтому при внедрении автоматизированных систем обработки информации необходимо разработать систему документов и форм отображения с учетом требования ЭВМ, для чего необходимо:

1) совершенствование информационной системы управления предприятием, которое автоматизируется;

2) создание массивов информации на машинных носителях. Совершенствование информационной системы управления, в свою очередь, имеет два направления: 1) выявление движения показателей от момента их возникновения до использования на различных уровнях управления; 2) совершенствование системы документооборота.

Построение графиков движения показателей позволяет исключить дублирующую и неиспользуемую информацию. Проведение такой работы позволяет подготовить базу для совершенствования документооборота. Анализ системы документооборота в энергосистемах и на предприятиях показывает, что ныне объем документов в работе очень велик. Так, анализ документации на участках предприятий электрических сетей ПЭС показал, что мастер участка заполняет 26—28 форм различных документов, и лишь 8—9 из них используются в процессе управления. При этом в документах дублируются отдельные показатели. В ряде подразделений существует документация, которая создается, но никем не используется из-за того, что уже введена другая документация, а старая не отменена, поэтому до внедрения ЭВМ в подразделениях энергосистемы должна быть унифицирована, сокращена система информации и разработана единая система документации.

Нормальная работа системы управления предприятий связана с переработкой больших массивов экономической и оперативно-диспетчерской которая должна быть записана в формализованном виде при обработке на ЭВМ, Массив или файл — это совокупность однотип­ных по структуре» содержанию, способу кодирования и переработке записей для решения задач управления. Массивы отличаются по содержа­нию, назначению, техническим характеристикам, объему и технологии обработки.

По семантическому содержанию различают массивы данных и программные. Первые составляют информационное обеспечение, а вторые содержат программы и составляют программно-математическое обеспечение. По технологии использования массивы делятся на нормативно-справочные, вспомогательные, промежуточные, текущие и служебные.

Одним из основных элементов АСУ являются системы общения пользователей с ЭВМ или диалоговые системы. Диалоговые системы представляют собой комплекс технических и программных средств, а языкового и информационного обеспечения.

К техническим средствам диалоговой информационной системы наряду с ЭВМ относятся дисплеи с клавиатурой. Клавиатура дисплея служит для ввода в ЭВМ директив, запросов и данных, а индикатор, экран дисплея — для отображения вводимой с клавиатуры и выводимой из ЭВМ информации.

Программное обеспечение диалоговой информационной системы обеспечивает формирование, пересылку и расшифровку в ЭВМ директив, набираемых на клавиатуре дисплея, запись соответствующих пользовательских программ, редактирование и вывод информации на экран дисплея. Набор директив пользователя и сообщений ЭВМ, а также правила их формирования называются языком общения диалоговой системы. К информационному обеспечению диалоговой системы относятся и правила размещения информации на экране дисплея, набор форм (видов) представления информации.

Внутримашинное информационное обеспечение включает индивидуальные файлы и информационные базы данных.

В эксплуатируемых системах сбора и обработки данных информация. относящаяся к каждой задаче, накапливается и хранится в отдельных файлах, которые по структуре и содержанию ориентированы только на данную задачу. При таком подходе к организации информационной базы в виде обособленных последовательных массивов характерны следуюнедостатки: дублирование входной и нормативно-справочной информации, несовместимость структур файлов, сложность контроля дублированных данных на непротиворечивость, сложность ведения условно-постоянной информации и т. д. По мере увеличения количества задач при одновременном развитии информационных связей между ними эти недостатки становятся все более ощутимыми, обусловливая необходимость перехода к интегрированным системам обработки данных. Для этих систем характерна современная технология организации информационной базы в виде банка данных (БД).

Банк данных обеспечивает: 1) неизбыточное хранение взаимосвязанных данных, образующих базу данных; 2) быстрый прямой доступ пользователей к требуемым элементам информации; 3) независимость прикладных программ от структуры хранения данных, живучесть программы в условиях развития АСУ.

Банк данных (БД) осуществляет централизованное информационное обеспечение коллектива пользователей или комплексов решаемых задач. БД позволяет при однократном введении информации многократно ее использовать, а также, обеспечивая централизованное хранение информации, уменьшить дублирование информации и, следовательно, сократить объем хранимых, входных и выходных данных. Организационная структура БД включает данных, систему управления базой данных, архив, систему управления архивом, библиотеку программ и администратора БД. База данных представляет собой управляемую совокупность данных, являющихся исходной информацией для решения задач и принятия управляющих решений. База данных может включать информацию для всех решаемых задач или для других групп задач, например, для задач потокораспределения или задач, более общий банк для задач

АСДУ и т. д. Назначение базы данных — обеспечение информацией задач, решаемых на ЭВМ. Система управления базой данных представляет совокупность языковых и программных средств, обеспечивающих-формирование и ведение-массивов данных. Обработка и выдача-необходимой информации для коллектива пользователей или задач управления реализуются посредством программ управления информационной базой. Система управления банком данных включает манипулятор и набор сервисных программ. Основной задачей системы управления банком данных является организация взаимодействия между программами, контроль и данных.

Администратор осуществляет общее управление, координацию работ БД, создание баз данных, принятие решений при сбоях, обслуживание пользователей и реорганизацию банка данных.

Функционирование БД происходит путем реализации возложенных на него задач: выдача необходимой информации, запись информации, внесение изменений и т. д. Одним из важнейших БД является нормативно-справочная база данных, включающая все применяемые данные спра­вочников, ценников и др. нормативных документов, которые необходимы для решения задач. Нормативно-справочная база создается или для комплексов задач, или системы в целом. Создание автоматизированной системы управления предполагает решение комплексов задач на ЭВМ, что требует приведения определенных работ: составление модели и алгоритмов обработки информации по задачам; написания (обычно на алгоритмических языках) и ввода в ЭВМ программ; трансляции этих про­грамм на внутренний язык ЭВМ, называемый обычно языком загрузки; организации и ведения в памяти ЭВМ банка данных, содержащего массивы информации, необходимые для решения задач на ЭВМ: прием заданий на решение задач; решение задач. Каждый из перечисленных видов обеспечивается своими программами. Таким образом, для реализации на ЭВМ задач требуется создание математического, лингвистического и программного обеспечения.

Математическое обеспечение автоматизированной системы управления есть совокупность математических методов, моде­лей и алгоритмов обработки информации, использованная при создании автоматизированной системы управления.

Лингвистическое обеспечение автоматизированной системы управления есть совокупность языковых средств для формализации естественного языка, построения и сочетания информационных единиц при общении персонала автоматизированной системы управления со средствами вычислительной техники при функционировании АСУ.

Программное обеспечение представляет совокупность программ для реализации целей и задач АСУ.

В практике разработки и внедрения автоматизированных систем обработки информации обычно математическое, лингвистическое и программное обеспечение называют одним термином «математическое обеспечение». Широкое использование вычислительной техники в последнее десятилетие позволяет выделить ряд тенденций:

1) увеличение относительной стоимости математического обеспечения по сравнению с комплексом средств;

2) разумная типизация прикладного программного обеспечения;

3) широкое применение пакетов прикладных программ (ГШП).

Переход на системы, использующие персональные компьютеры, вызвал рост стоимости математического обеспечения. В настоящее время стоимость математического обеспечения превышает стоимость технических средств при разработках систем обработки данных. По данным наших и зарубежных фирм затраты на разработку математического обеспечения составляют 50—65 % всех затрат на проектирование и внедрение системы.

Это объясняется тем, что, с одной стороны, резко усложнилась вычисли­тельная техника, предоставив огромные возможности для пользователей ЭВМ, с другой — для использования возможностей современных ЭВМ необходимы большие как научные, так и прикладные исследования. Математическое обеспечение в значительной степени определяет эффективность функционирования систем обработки информации на базе ЭВМ.

В таких условиях эффективность использования ЭВМ определяется возможностью создания типового прикладного программного обеспечения. Это более важно, что в энергетике много однотипных предприятий: ТЭС, ГЭС, ПЭС и т.д. При этом ряд системных свойств современных ЭВМ таких, как программная совместимость, модульность построе­ния, мощное системное программное обеспечение, обеспечивают эффективность построения и эксплуатации АСУ.

В общем случае математическое обеспечение можно разделить (рис. 14.2) на три части: обеспечение ЭВМ, или внутреннее; специальное обеспечение, внешнее; программные средства телеобработки данных.

Внутреннее обеспечение включает операционные системы, системы программирования и тесты (программы проверки исправности работы устройства ЭВМ). Операционная ОС — это набор программ, процессом решения задач. Оптимальная загрузка всех узлов ЭВМ и устройств основной задачей ОС. В состав системы входит из которых основными являются: диспетчер, супервизор, служебные программы. Диспетчер — это программа, обеспечивающая определенный режим работы ЭВМ. Супервизор — это обеспечивающая работу, задаваемую машине оператором в рамках установленного для нее режима.

Рис. 14.2. Классификация математического обеспечения

К служебным программам относятся ввод исходных данных, программы редактирования и выдачи результатов, программа общения операционной системы с оператором и др. Операционные системы обычно поставляются в комплекте с ЭВМ, Под операционной системой понимают совокупность программных средств, которые управляют ресурсами вычислительной системы (ВС), разрешают конфликтные ситуации, повышают производительность ВС в целом и эффективность ее использования. Операционные системы различают по целевому назначению на общие и проблемные. Операционные системы, имеющие общее назначение, рассчитаны на решение широкого круга задач, проблемные наиболее-эффективны при решении определенного класса задач.

В зависимости от организации решения задач на ЭВМ различают следующие режимы работы операционной системы: индивидуальный, мультипрограммирование, разделение времени. При индивидуальном режиме ЭВМ постоянно или на время решения задач находится полностью в распоряжении одного потребителя. Мультипрограммирование предполагает возможность одновременно решать несколько задач по различным программам с учетом приоритета. При этом в каждый момент времени решается одна задача. Если при решении задачи появилась необходимость решения другой с более высоким приоритетом, то решение задачи прерывается, решается вторая задача, а после ее решения продолжается решение первой задачи с того места, где произошла остановка. Режим разделения времени предполагает одновременное решение нескольких задач. Соотношение скорости ЭВМ и реакции человека очень сильно отличается, и у потребителя создается полная иллюзия работы в индивидуальном режиме.

Среди основных функций и особенностей операционной системы выделяют: увеличение производительности ВС путем обработки непрерывного входного потока заданий и совместного использования ресурсов ВС одновременно выполняющимися в СП задачами (эффект мультипрограммирования); планирование использования ВС в соответствии с приоритетами gi-дельных заданий, ведение учета и контроля использования ресурсов; обеспечение программистов средствами разработки и отладки программ; обеспечение оператора средствами управления ВС; универсальность операционной системы. Обычно операционные системы ориентированы на разнообразные приложения. Для условий конкретного приложения определяют конфигурацию, т. е. комбинацию необходимых возможностей и средств, а проводят генерацию операционной системы.

В с тем, что различные типы задач требуют применения различных языков, система программирования обычно содержит большой набор различных языков. Специальное, или внешнее математическое, обеспечение включает пакеты прикладных программ, программы конкретных задач, системную диспетчерскую программу.

Пакеты прикладных программ (ПГШ), расширяющие возможности ЭВМ, представляют собой комплекс программ для типовых процессов обработки данных. Это программы ввода-вывода данных, контроля, сортировки, корректировки информации и т.д, В последнее время в ППП включают программы общего назначения для решения задач, а также программы управления базами данных НСИ и программы для решения задач общенаучного характера (линейного программирования, корреляционного анализа и т. д.). Пакеты прикладных программ ППП представляют собой функционально законченные комплексы программных средств, ориентированных на решение определенного класса задач. Использование ППП облегчает разработку программного обеспечения, позволяет осуществить типизацию разработок.

Программы конкретных задач разрабатываются при создании автоматизированных систем управления предприятиями (ТЭС, ГЭС, РЭУ, ремонтными предприятиями и т.д.). Большое количество различных по це­лям и значению программ требует их организации в масштабах всей системы, и это выполняется с помощью системной диспетчерской программы.

Предприятия энергосистемы территориально разобщены, и для их автоматизации необходимо обеспечить сбор информации о территориально удаленных объектах — подстанциях, электростанциях, предприятиях электрических сетей и т.д. Сбор и обработка данных осуществляются с помощью системы телеобработки данных (ТД). Под телеобработкой понимается обработка данных, удаленных от вычислительных центров (ВЦ) абонентов на основе использования техники, средств связи и математического обеспечения позволяющих объединить в единую систему процесс передачи и обработки информации и выдачу управляющих воздействий. Телеобработка денных включает средства технические и программные. Система телеобработки данных приобретает особо большое значение при создании автоматизированной системы диспетчерского управления, так как вся оперативно-диспетчерская информация поступает по каналам связи.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: