Синтеза оптимальной (рациональной) структуры АСОИУ

Цель работы:- ознакомиться с постановкой и методом решения задачи определения оптимальной (рациональной) структуры АСОИУ на основе применения теории графов.

Порядок выполнения работы:

1. Предложить на содержательном уровне пример АСОИУ, для которой будет решаться задача определения оптимальной (рациональной) структуры.

2. Построить информационно-логическую модель выбранной АСОИУ в виде графа, рассматривая вершины графа как решаемые системой задачи, а дуги – информационные связи между этими задачами. Число вершин граф – не менее 10, а число дуг – не менее 25. Согласовать это предложение с преподавателем.

3. Изучить алгоритм решения задачи построения оптимальной (рациональной) структуры АСОИУ как задачи определения сильно связанных компонент графа, предложенного в п.2 .

4. Реализовать алгоритм, построив оптимальную (рациональную) структуру АСОИУ, в которой сильно связанные компоненты – это подсистемы рассматриваемой АСОИУ.

5. Составить отчет по лабораторной работе, в котором отразить:

- что представляет собой выбранная АСОИУ, для которой решается задача определения оптимальной (рациональной) структуры;

- постановку, математическую модель и алгоритм решения задачи определения оптимальной (рациональной) структуры выбранной АСОИУ;

- найденную оптимальную (рациональную) структуру АСОИУ;

- результаты анализа и исследования эффективности рассмотренной модели и алгоритма ее решения.

6. Ответить на вопросы преподавателя.

Методические указания

Постановка задачи определения оптимальной (рациональной) структуры АСОИУ.

Проектирование любого объекта, в том числе и АСОИУ, требует предварительного анализа этого объекта с целью его структуризации. Структуризация АСОИУ – это локализация ее границ и выделение структурных составных частей. Выделенную по определенному признаку часть АСОИУ называют ее подсистемой.

Структура системы управления отражает строение и внутреннюю форму организации, относительно устойчивые взаимоотношения и взаимосвязи элементов системы. В автоматизированной системе, как и любой сложной системе, можно выделить большое число элементов, свойств, связей между элементами. Поэтому можно рассматривать разные виды структур системы: организационную, функциональную, информационную, комплекса технических средств и др.

Организационная структура АСОИУ отражает существование в системе управления объектом нескольких подразделений разного иерархического уровня и их взаимное административное подчинение. Структурообразующий элемент такой структуры – это подсистема АСОИУ, осуществляющая автоматизацию таких процессов обработки информации и принятия решений, которые присущи соответствующему подразделению системы управления. Связи между элементами такой организационной структуры – это информационные потоки между структурными подразделениями.

Функциональной структурой АСОИУ называют структуру, элементами которой являются подсистемы, автоматизирующие выполнение отдельных функций управления.

Функция управления – это совокупность действий, выполняемых в системе управления для достижения объектом управления определенной цели.
Связи между элементами функциональной структуры АСОИУ – это потоки информации, циркулирующей между отдельными функциональными подсистемами. Информация, поступающая от одной функциональной подсистемы к другой подсистеме, может быть двух видов.

Первый вид – это результат решения некоторой задачи управления, полученный в одной из функциональных подсистем, который необходим как исходные данные для задачи, решаемой в другой функциональной подсистеме.

Второй вид – это информация о состоянии объекта управления, которая используется в разных функциональных подсистемах.

Для построения организационной (функциональной) структуры АСОИУ проводят системный анализ объекта автоматизации и его системы управления с целью выявления решаемых этой системой задач. Результаты этого анализа представляют в виде направленного информационно-логического графа, вершины которого – решаемые задачи управления, а дуги – информационные связи между этими задачами.

Задачу построения организационной (функциональной) структуры АСОИУ можно сформулировать как задачу выявления сильно связанных компонент графа. Эти сильно связанные компоненты можно рассматривать как подсистемы АСОИУ, причем связь между этими подсистемами будет минимальной (более точно, рационально минимальной).