Информационные технологии создания надежных систем управления

В конкретных системах, к которым относится система человек-машина, необходимо оценить элементную надежность и надежность структурных процессов по обработке данных так, чтобы с учетом ненадежности реальных элементов можно было бы осуществлять надежную и устойчивую работу системы. Это может быть достигнуто рациональным структурированием процессов, разделением на процедуры, операции (блоки, дуги) с тем, чтобы в нужных местах проводить резервирование, синхронизировать действия и исключать влияние ненадежных элементов. При этом должен быть обеспечен непрерывный и эффективный поток (Workflow). Это создает условия для формализации процессов надежного функционирования систем управления и упреждающих воздействий менеджера на процессы в управляемых системах путем их моделирования. На основе моделирования проводится реструктуризация процесса, формируются упреждающие действия к функциональному элементу в целях повышения надежности, а элементы, не отвечающие требованиям надежности, выбывают из системы.

В данном разделе эти менеджерские проблемы обеспечения надежного функционирования рассматриваются на примерах широко распространенных технологий структурирования, моделирования основных элементов, а также технологии организации надежных информационных потоков Workflow.

Методология структурного анализа и проектирования

Под словом “система” можно понимать совокупность взаимодействующих компонент и взаимосвязей между ними. Мир, в котором мы живем, можно рассматривать как сложную взаимосвязанную совокупность естественных и искусственных систем. Это могут быть достаточно сложные системы (планеты Солнечной системы), системы средней сложности (космический корабль) или сверхсложные системы (системы молекулярных взаимодействий в живых организмах). Искусственные системы, как правило, по своей сложности занимают среднее положение. Например, всемирная телефонная сеть содержит десятки или даже сотни тысяч переключателей, однако количество взаимодействий этих переключателей не идет в сравнение с количеством взаимодействий молекул в небольшом стакане воды. С точки зрения теории систем такие системы рассматриваются как системы средней сложности.

Под термином “моделирование” понимают процесс создания точного описания системы. Особенно трудным является описание системы средней сложности, таких, как системы коммутаций в телефонных сетях, управление аэровоздушными перевозками или движением подводной лодки, сборка автомобилей, челночные космические рейсы, функционирование перерабатывающих предприятий. Эти системы описать достаточно трудно, потому что невозможно перечислить все их компоненты со своими взаимосвязями. Неспособность дать простое описание, обеспечить понимание таких систем делает их проектирование и создание дорогостоящим и трудоемким процессом и повышает степень их ненадежности. С ростом технического прогресса адекватное описание систем становится все более актуальной проблемой.

Для того, чтобы облегчить описание и понимание искусственных систем, попадающих в разряд средней сложности, в 1969 году была создана и опробована на практике методология SADT.

SADT — аббревиатура слов S tructured A nalysis and D esign T echnique (Технология структурного анализа и проектирования). С 1973 года сфера использования этой методологии существенно расширяется для решения задач, связанных с большими системами. Примерами могут служить проектирование телефонных коммуникаций реального времени, автоматизация производства, создание программного обеспечения для командных и управляющих систем, поддержка боеготовности. Она с успехом применялась для описания большого количества сложных искусственных систем из широкого спектра областей (банковское дело, очистка нефти, планирование промышленного производства, системы наведения ракет, организация материально-технического снабжения, методология планирования, технология программирования). Причина такого успеха заключается в том, что SADT является полной методологией для создания описания систем, основанной на концепциях системного моделирования.

Сущность методологии SADT

Использование экспертных систем, систем автоматизированного производства постоянно расширяется. Успех этих систем непосредственно зависит от возможности предварить их разработку и внедрение описанием всего комплекса проблем, которые необходимо разрешить, указанием того, какие функции системы должны быть автоматизированы, определением точек интерфейса человек-машина и того, как взаимодействует система со своим окружением. Иными словами, этап проектирования системы является критическим для создания высококачественных систем. Системное проектирование определяет подсистемы, компоненты и способы их соединения, задает ограничения, при которых система должна функционировать, выбирает наиболее эффективное сочетание людей, машин и программного обеспечения для реализации системы. SADT — одна из самых известных и широко используемых систем проектирования. Программное обеспечение телефонных сетей, системные поддержка и диагностика, долгосрочное и стратегическое планирование, автоматизированное производство и проектирование, конфигурация компьютерных систем, обучение персонала, встроенное программное обеспечение для оборонных систем, управление финансами и материально-техническим снабжением — вот некоторые из областей эффективного применения SADT. Широкий спектр областей указывает на универсальность и мощь методологии SADT, что привело к стандартизации и публикации ее части, называемой IDEF0.