Автоматизированная информационная система

Автоматизированная информационная система представляет собой организационнотехническую систему, выработку решений на информационных сферах подготовка обеспечивающую основе автоматизации процессов в различных деятельности производства, (проектирование, управление производством, эксплуатация продукции и т.д.) или их сочетаниях. 1 В зависимости от сферы автоматизируемой деятельности АС разделяют на: 1) системы автоматизированного проектирования (САПР); 2) автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП); 3) автоматизированные системы обработки информации (АСОИ); 4) автоматизированные системы управления (АСУП, АСУТП); 5) автоматизированные системы научных исследований (АСНИ); 6) автоматизированные обучающие системы (АОС); 7) автоматизированные системы делопроизводства (системы управления документами, системы управления документооборотом - АСД). СТАДИИ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ Виды обеспечений программных комплексов Программный комплекс – это программа, состоящая из двух и более компонентов, выполняющих взаимосвязанные функции, и применяемая самостоятельно или в составе другого комплекса программ. Программные комплексы включают: • информационное обеспечение (базы данных, базы знаний); • математическое обеспечение (математические модели, методы, алгоритмы); • лингвистическое обеспечение (пользовательские и программные интерфейсы); • программное обеспечение (системное, прикладное (инструментальное) ПО); • техническое обеспечение (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое оборудование); • методическое обеспечение (методики решения задач, программные документы); • организационное обеспечение (штатные расписания, должностные инструкции). Виды обеспечений программных комплексов автоматизированных систем 1) информационное (модели описания данных и представления знаний, базы данных и знаний); 2) математическое (математические модели, методы и алгоритмы их решения и верификации, критерии, методы и алгоритмы оптимизации, методы и алгоритмы обработки данных); 3) лингвистическое (средства общения пользователей с комплексом средств автоматизации – интерфейс пользователя; программный интерфейс); 4) программное (системное ПО; прикладное ПО – СУБД, математические пакеты и среды компьютерного моделирования, среды машинной графики и геометрического моделирования, инструментальные средства разработки ПО; проблемно-ориентированное ПО АС и программная документация); 5) техническое (технические средства для функционирования АС – ЭВМ, периферийные устройства, технические средства автоматизации, технологическое оборудование); 6) организационное (документы, устанавливающие организационную структуру, права и обязанности разработчиков и пользователей АС); 7) методическое (нормативно-техническая документация АС – перечень применяемых при ее разработке и функционировании стандартов, нормативов, методик и т. п.). Стадии разработки программных комплексов Определение требований к программному комплексу Разработка технического задания на создание комплекса Разработка проекта программного комплекса Программная реализация компонентов комплекса Сборка программного комплекса (интеграция компонентов) Тестирование программных модулей и комплекса в целом Опытная эксплуатация комплекса Доработка программного комплекса Ввод комплекса в постоянную эксплуатацию Поддержка (сопровождение) комплекса Определение требований к новой версии комплекса Этапы проектирования программного комплекса Составление формализованного описания объекта автоматизированной системы как объекта исследования (проектирования, обработки информации, управления, изучения и т.д.) Постановка задачи, решаемой программным комплексом Разработка функциональной структуры комплекса Разработка структуры информационного обеспечения: построение концептуальной модели объекта, разработка инфологической модели, обоснование выбора СУБД, разработка даталогической модели базы данных Разработка структуры математического обеспечения: составление инвариантной математической модели объекта, выбор метода решения уравнений модели, построение алгоритма расчета выходных параметров объекта (алгоритмической модели объекта) Разработка структуры интерфейсов пользователей Обоснование выбора инструментальных средств разработки и интеграции компонентов программного комплекса (технических средств, системного и прикладного программного обеспечения) Формализованное (информационное) описание объекта автоматизированной системы как объекта исследования Входные параметры X Объект исследования (ХТП) Выходные параметры Y Варьируемые параметры V Входные параметры – это характеристики элементов, из которых состоит объект, и параметры внешней среды, оказывающей влияние на функционирование объекта. Элементы ХТП: сырье, оборудование, технологический режим, продукция. Входные параметры ХТП: геометрические параметры оборудования, параметры структурных и физико-химических свойств сырьевых материалов, параметры микроклимата цеха. Примеры: геометрические параметры оборудования GEQ – объем рабочей камеры печи VF; параметры структурных и физико-химических свойств сырья HRM – начальная пористость 0 и средний размер зерна L0 прессовки, толщина поверхностного слоя зерна , удельная поверхностная энергия . Формализованное (информационное) описание объекта как результат извлечения информации Варьируемые параметры – это характеристики элементов объекта, изменяемые в заданных диапазонах при анализе причинно-следственных связей в объекте и выборе его структуры и режима функционирования, обеспечивающих выполнение требований к выходным параметрам. Варьируемые параметры ХТП: режимные (технологические) параметры стадий процесса. Примеры: на стадии спекания керамических материалов температура спекания TS, время спекания S, давление инертного газа вокруг материала PG. Выходные параметры – это характеристики состояния объекта в процессе его функционирования (параметры состояния S) и показатели эффективности объекта (критериальные показатели K). Выходные параметры ХТП: скорость потока, давление, температура (параметры состояния); производительность, энергопотребление, показатели качества продукции. Примеры: параметры состояния – температура T, пористость , средний размер зерна L материала в печи, изменяющиеся во времени t; показатели качества продукции – средний размер зерна Lk, плотность k, прочность при поперечном изгибе B, твердость HR, остаточная пористость k твердого сплава. Пример формализованного описания химикотехнологического процесса как объекта исследования Процесс спекания керамических материалов X = {GEQ, HRM} GEQ = {VF} HRM = {0, L0, , } V = {TS, S, PG} Y = {S, K} S = {T = f1(t),  = f2(t), L = f3(t), 0  t  S} K = {Lk, k, B, HR , k } Пример формализованного описания химикотехнологического процесса как объекта исследования Пример постановки задачи исследования, решаемой программным комплексом Пример функциональной структуры исследовательского программного комплекса Пример структуры информационной модели химикотехнологического объекта исследования Предметная область – конструктивно-технологические параметры двухшнековых экструдеров и характеристики полимерных материалов. Модель описания данных на логическом уровне – реляционная. Структура таблицы Структура таблицы Пример диаграммы вариантов использования для конечного пользователя – исследователя процесса Пример диаграммы вариантов использования для администратора комплекса ПРИМЕРЫ ИНТЕРФЕЙСОВ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА Интерфейсы для отображения последовательности операций пуска процесса и задания технологических (режимных) параметров процесса Данные из информационной модели (базы данных технологических параметров процесса) Интерфейс конструктора конфигурации агрегата и настройки на типоразмер агрегата с использованием информационной модели (базы данных характеристик агрегатов) Интерфейс для настройки на тип перерабатываемого материала с использованием информационной модели (базы данных свойств материалов) Интерфейс для редактирования информационной модели (базы данных свойств материалов) Интерфейсы для задания коэффициентов и параметров метода решения математической модели процесса Интерфейсы для 2D графического отображения результатов моделирования процесса Диаграмма тепловых потоков Интерфейсы для 3D графического отображения результатов моделирования процесса Ск орост ь_vz Интерфейс советчика оператора процесса