Макропроектирование информационных систем: критерии управления

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

УДК 004.421.5

Е.И. АНОХИНА, П.А. АНОХИН

МАКРОПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ: КРИТЕРИИ УПРАВЛЕНИЯ

Ключевые слова: стадия проектирования, реинжириринг бизнес-процессов, диагностический анализ, критерии управления.

Рассмотрены особенности диагностического анализа комплекса работ стадии макропроектирования информационных систем. Предложенный подход делает возможным определение сфер применения классов критериев управления, используемых для разработки алгоритмов экономических информационных систем.

E.I. ANOKHINA, P.A. ANOKHIN INFORMATON SYSTEM DESIGN ON MACRO LEVEL:

CLASSES OF CONTROL CRITERIA

Key words: design phases, reengineering of business processes, diagnostic analysis, control criteria.

Being considered is the specificity of diagnostic analysis of the range of works during the phase of information system design on macro level. Proposed approach makes it possible to determine fields of applicability of control criteria used in development of economical information system algorithms.

Теоретические и методические вопросы создания систем управления базируются на системном проектировании. Применительно к информационно-экономическим системам под системным проектированием понимается комплексная разработка этой сложной системы, которая включает в себя совокупность технических средств реализации информационных процедур обработки данных, вычислительную технику и персонал, участвующий в функционировании системы.

В практической деятельности термин «системное проектирование» используется как в широком, так и в узком смысле слова. Он в широком смысле означает совместную разработку как управляющей, так и управляемой подсистемы. Суть этого термина заключается прежде всего в том, что проектирование информационных систем (ИС) должно основываться на системном анализе системы управления. Использование системного анализа предполагает создание таких условий, при которых, в частности, должны быть определены цели и критерии проектируемой системы и проведена ее структуризация, рассматриваемая как процесс выделения частей системы и фиксирование связей между ними. Проводимая структуризация должна быть направлена на вскрытие всего комплекса проблем, подлежащих к их решению, чтобы проектируемая система наилучшим образом соответствовала заданным целям и критериям.

Цель управления может иметь самую различную формулировку. Тем не менее часто она сводится к поддержанию на конечном интервале времени (0, Т) экстремума некоторого функционала E, в который в общем случае могут входить векторные переменные:

E[ X, y, f, t ] = extremum, y

где X - вектор состояния или его производных; y - вектор управления; f - вектор внешнего воздействия; t - время.

Общая проблема состоит в том, чтобы обеспечить наилучшее приближение системы управления к условиям, соответствующим экстремуму функционала.

При использовании термина «системное проектирование» в узком смысле слова, как правило, понимается комплексная разработка только первого элемента системы управления, которая, тем не менее, основана на системном анализе объекта управле-

ния. В данном случае имеется в виду такая ситуация, при которой не предусматриваются существенные изменения самого производственного процесса. Следовательно, экономические информационные системы (ЭИС) при этом, чаще всего, разрабатываются для действующих предприятий со сложившейся технологией производства. В связи с этим разработчик ЭИС ввиду чрезвычайной сложности проблемы ограничивается проектированием управляющей системы, считая технологию производства установившейся.

Однако подавляющее большинство предприятий в современных условиях имеют существенные принципиальные отличительные особенности, которые обусловлены:

- сложной структурой, определяемой многопрофильностью деятельности;

- территориальной распределенностью подразделений;

- большим числом корпоративных связей с партнерами и т.д.

Наличие указанных особенностей требует проведения комплекса мероприятий, связанных с реинжинирингом бизнес-процессов. Реинжиниринг бизнес-процессов, целью которого является системная реорганизация материальных, финансовых и информационных потоков, направленная на упрощение организационной структуры, перераспределение и минимизацию используемых различных ресурсов, сокращение сроков реализации потребностей клиентов, повышение качества их обслуживания, предполагает, что реорганизация организационно-экономической системы не может быть успешно проведена без создания адекватной ЭИС.

Таким образом, предъявляемая совокупность требований организационно-экономической системы к ЭИС в зависимости от того, используется системное проектирование в широком или в узком смысле, должна быть четко определена:

- либо к моменту начала проектирования экономической информационной системы с учетом состояния экономической системы, или она должна быть спроектирована к моменту проектирования ЭИС, или должна функционировать к этому моменту;

- либо к моменту реорганизации организационно-экономической системы и проектирования ЭИС, т.е. когда работы по реорганизации и проектированию осуществляются практически параллельно.

В самом общем виде процесс разработки ИС включает две стадии: макропроектирование и микропроектирование.

На стадии макропроектирования ЭИС происходит формирование общей концепции системы управления, определяются ее основные задачи, методы и способы их решения.

На второй стадии производится практическое решение вопросов создания ЭИС, к которым можно отнести:

- разработку экономико-математических и информационных моделей;

- определение комплекса технических средств;

- уточнение организационной структуры аппарата управления и функций отдельных подразделений;

- выбор и проектирование компонентов системы, ее подсистем и отдельных алгоритмов и т.д. Следовательно, стадия микропроектирования представляет собой подготовку технического и рабочего проекта ЭИС.

Специфика решаемых на указанных стадиях проблем показывает, что при разработке ИС особое внимание следует уделять первой стадии. Это внимание объясняется тем, что именно на этой стадии во многом предопределяется эффективность системы; осуществляется построение так называемой экономико-организационной системы управления предприятием; определяются цели и критерии управления в системе и подсистемах; функциональная, организационная и информационная структура будущей системы, а также основные характеристики этих структурных частей системы. В связи с этим отнесение комплекса работ, выполняемых на первой стадии, к научному исследованию, на наш взгляд, является вполне оправданным. Существенную роль здесь имеет определение принципов взаимодействия системы с внешней средой.

Проводимое в процессе макропроектирования исследование на основе системного анализа охватывает решение ряда задач. Во-первых, осуществляется постановка задачи. Она состоит из идентификации объекта исследования, постановки целей; задания критериев для улучшения объекта и управления им. Данный этап работ характеризуется тем, что он трудно формализуется. В связи с этим результативность его в значительной мере определяется как искусством и опытом принимающего участие в этом процессе исследователя, так и глубиной его понимания поставленной проблемы. Неправильная или неполная постановка целей может свести на нет результаты последующего анализа.

Во-вторых, очерчиваются границы изучаемой системы и ведется ее структуризация. Совокупность объектов и процессов, имеющих отношение к поставленной цели в рамках предыдущего этапа, разбивается на два класса: изучаемую систему и внешнюю среду. Такое разделение обусловлено тем, что оно происходит в результате последовательного отбора, а затем включения в систему объектов и процессов, которые оказывают определяющее влияние на процесс достижения поставленных целей.

Завершение процесса структуризации заключается в том, что выделяются отдельные составные части (элементы изучаемой системы), а возможные внешние воздействия представляются в виде совокупности элементарных воздействий.

Таким образом, на предпроектной стадии разработки ЭИС проводится вполне определенный комплекс работ, включающий в себя:

1) системное описание предприятия. Целью выполнения данной работы является построение его экономико-организационной модели. В процессе ее выполнения происходят уточнение и определение целей, критериев и ограничений как внешних, так и внутренних в деятельности объекта. Параллельно уточняются основные задачи управления с одновременным составлением схем их взаимосвязей. При этом цели, критерии и ограничения в деятельности предприятия могут и должны получить количественное выражение. Результаты выполнения этой работы направлены на использование их при решении следующих проблем: формирования требований к будущей ЭИС и оценки качества решения задач управления в системе управления;

2) диагностический анализ системы управления предприятием. В процессе диагностического анализа предполагается выяснить, что даст повышение качества задач управления с помощью экономико-математических методов и комплекса необходимых технических средств для достижения сформулированных целей и критериев деятельности предприятия. Это позволяет выделить первоочередные задачи экономических информационных систем. Кроме того, по результатам диагностического анализа должны быть выявлены задачи управления, совершенствование процесса решения которых можно осуществить иными методами. Результаты данного анализа находят свое отражение в группировке задач управления с точки зрения возможности совершенствования процессов их решения, а также определения необходимых для этих целей методов и средств;

3) подготовку технического задания на разработку ЭИС. В разработанном техническом задании следует отражать общие требования к условиям разработки и внедрения ЭИС.

В процессе проектирования системы управления можно выделить два аспекта: разработка методов и способов управления объектом; реализация разработанных способов управления с помощью комплекса технических средств.

Первый из них связан с созданием таких информационных процессов, которые обеспечивают эффективное управление объектом в соответствии с поставленной целью. Данный информационный процесс представляется как некоторая последовательность связанных друг с другом причинно обусловленных математических и ло-

гических операций, которые в конечном счете представляют так называемый алгоритм рассматриваемого процесса. Необходимо подчеркнуть, что из указанных двух аспектов в проектировании ИС определяющее место занимает именно первый, так как состав алгоритмов системы во многом влияет на выбор технических средств их реализации.

Как нами было установлено, существенную роль при системном проектировании алгоритмов ИС играет выбор критериев управления. Однако в настоящее время не существует какого-либо единого критерия, который можно было бы применять при синтезе ИС. Кроме того, как свидетельствует практика, формализация конкретной цели даже для отдельного предприятия является весьма трудной проблемой.

В практической деятельности исследователи в процессе анализа критериев оптимальности, используемых для разработки алгоритмов ИС, как правило, подразделяют их на следующие группы:

- синтезирующие - критерии, отражающие достаточно большой комплекс экономических факторов, учитывающих экономические интересы как системы высшего, так и более низшего иерархического уровня;

- локальные - это критерии, отражающие какую-либо одну сторону экономической характеристики производственного процесса.

Подобное разделение критериев обусловлено тем, что ряд задач и подсистем ЭИС практически нельзя реализовать на основе критериев оптимальности. Например, в современных условиях развития экономики страны для большинства предприятий характерен нефиксированный сбыт подавляющей части номенклатуры продукции, когда она идет к массовому покупателю, иными словами, на рынок. Для этой части продукции, с одной стороны, относительно просто установить цены, так как нетрудно получить данные о существующем уровне спроса. Одновременно с этим для таких предприятий гораздо сложнее заранее предусматривать всю необходимую номенклатуру этой части продукции на соответствующий горизонт производственной деятельности ввиду того, что пока не существует достаточно точных методов прогнозирования спроса.

Указанные и другие трудности реализации синтезирующих критериев во многих случаях заставляют прибегать к использованию другого класса, называемого локальными критериями.

Выбор локальных критериев зависит также от многих факторов, к числу которых можно отнести: вид автоматизируемых функций управления; тип производственного процесса; экономические условия работы предприятия; поставленные экономические цели управления и т.д.

Наиболее простым путем получения синтезирующих критериев является, в общем случае, объединение локальных критериев с помощью определенных аналитических зависимостей. Например, если имеется возможность оценивания значимости каждого показателя с помощью некоторых весовых коэффициентов, то составляется критерий, который в простейшем случае может быть записан в виде линейной формы. Однако эти локальные критерии должны быть, безусловно, введены так, чтобы способствовать экстремизации синтезирующего критерия, одновременно выступая в качестве его составляющего.

Таким образом, системный анализ, представляющий собой методологию исследования весьма сложных и неопределенных проблем, может быть использован на стадии макропроектирования весьма сложных организационных систем управления, в частности для оценки качества решения задач управления производственнохозяйственной деятельностью объекта в рамках его экономико-организационной модели, а также количественно определенных целей и критериев.

Литература

1. Анохин П.А. Анализ обобщения алгоритма RC4 // Информационные технологии управления в социально-экономических системах: сб. науч. ст. ВНИИПВТИ. 2009. Вып. 3. С. 146-154.

2. Анохин П.А Некоторые свойства псевдослучайной последовательности, порождаемой обобщением алгоритма RC4 // Вестник Чувашского университета. 2010. № 3. С. 283-285.

3. Анохина Е.И., Анохин П.А. Особенности этапа разработки экономико-организационной модели предприятия в системном анализе // Вестник Чувашского университета. 2011. № 3. С. 116-118.

АНОХИНА ЕЛЕНА ИВАНОВНА - кандидат экономических наук, доцент кафедры финансов и кредита, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (lena. anokhina@gmail. com).

ANOKHINA ELENA IVANOVNA - candidate of economics sciences, assistant professor of Finance and Credit Chair , Chuvash State University, Russia, Cheboksary.

АНОХИН ПАВЕЛ АНДРЕЕВИЧ - аспирант, Московский физико-технический институт (государственный университет), Россия, Москва (paul.anokhin@gmail.com).

aNokHiN PAVEL ANDREEVICH - post-graduate student, Moscow Institute of Physics and Technology (State University), Russia, Moscow.

Ключевые слова: система остаточных классов (СОК), модульное деление, немодульные операции, трансверсальный фильтр, вычет, минимальный след числа, ранг числа, ортогональные базисы.

Предложено решение проблемы роста результата фильтрации в СОК. Разработаны КИХ-фильтры с использованием модульного и немодульного деления. Сокращены аппаратурные затраты фильтров.

N.A. GALANINA, V.A. PESOSHIN, N N. IVANOVA DEVELOPMENT OF FIR-FILTERS WITH USE MODULAR AND NOT MODULAR OPERATIONS OF RESIDUE NUMBER SYSTEM

Key words: residue number system (RNS), modular division, not modular operations, transversalfilter, residue, minimum trace of number, number rank, orthogonal bases.

The solution of a problem of growth of result of a filtration in RNS is offered. FIR-filters with use of modular and not modular division are developed. Hardware expenses of filters are reduced.

При обработке сигналов, кодированных в системе остаточных классов (СОК), весовые коэффициенты цифрового фильтра (ЦФ) необходимо масштабировать относительно расчетных до целого значения Л, = Маг-, где М- множитель. Увеличение аг- до Л, приводит к возрастанию максимально возможного результата фильтрации pmax, следствием чего является рост числа каналов СОК, что является свидетельством необходимости применения операции деления [3, 4]. В теории СОК различают 2 вида модульного деления: формальное деление (т.е. случай, когда делимое делится на делитель нацело) и деление без остатка на основание системы NS, когда происходит деление числа X на один из модулей N1, N2, ..., NS, ..., Nv-1. Кроме деления нацело (модульного деления), возникают случаи деления с остатком (деление на модуль Nv с получением дробной части в частном). Такие операции называются немодульными.

По правилам деления формальное частное представляется в виде:

УДК 621.372.54

Н.А. ГАЛАНИНА, В. А. ПЕСОШИН, Н.Н. ИВАНОВА

РАЗРАБОТКА КИХ-ФИЛЬТРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДУЛЬНЫХ И НЕМОДУЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ СИСТЕМЫ ОСТАТОЧНЫХ КЛАССОВ

X ^у.^xs,...,xv) NS