И организация работ по типовому

ТИПОВАЯ АРХИТЕКТУРА АСУП

И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ТИПОВОМУ

ПРОЕКТИРОВАНИЮ

Современные условия функционирования крупных промышленных объектов требуют постоянного совершенствования способов управления, разработки научно обоснованных методов принятия решений, существенного улучшения структуры управления с целью ее более рациональной организации, ликвидации ненужных звеньев, установления правильного соотношения прав, обязанностей и ответственности на всех уровнях.

В любой типовой автоматизированной системе управления (рис. 1) выделяются две принципиально различные, но тесно связанные между собой части: основа АСУ и функциональный комплекс (функциональная часть).

Основа состоит из информационной, технической, организационно-экономической и математической базы (иногда элементы основы называются информационным, техническим, организационно-экономическим и математическим обеспечением).

Функциональная часть содержит набор взаимосвязанных задач, которые условно объединяются в подсистемы, отражающие крупные функциональные сферы управления предприятием (техническая подготовка производства, оперативно-производственное планирование, учет и регулирование и т. д.). При этом задачей называется совокупность машинных программ, инструкций, положений, а также директивных и учетных документов, обеспечивающих автоматизацию той или иной функции управления (иногда задачи группируются в комплексы, из которых формируются подсистемы). Все задачи функциональной части должны базироваться на общих информационных массивах, общих технических средствах, которые обеспечивают требуемое взаимодействие этих задач. Включение в систему новых задач не должно существенно влиять на структуру основы. В дальнейшем все эти элементы в типовом варианте будут рассматриваться более подробно.

 

§ 1. БАЗОВЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ИДЕОЛОГИИ

Идеологию АСУП при типовом проектировании определяют следующие принципиальные положения, регламентирующие порядок создания автоматизированных систем и направления эффективного их использования [5, 9].

1. Принцип системного подхода к проектированию АСУП.

Суть этого принципа состоит прежде всего в том, что проектирование АСУП должно основываться на комплексном анализе как объекта, так и системы управления им. Это означает, в частности, что должны быть определены цели и критерии эффективности функционирования объекта (вместе с системой управления) и проведена полная структуризация процесса управления, вскрывающая весь комплекс вопросов, которые необходимо решить для того, чтобы проектируемая система наилучшим образом соответствовала установленным целям и критериям.

Важно подчеркнуть, что в этот комплекс попадают вопросы не только технического, но также экономического и организационного характера. Внедрение АСУП определяет принципиально новые¹ возможности для коренного усовершенствования структуры предприятия, системы экономических показателей и экономическою стимулирования. Без этого усовершенствования преимущества системы, как правило, полностью использованы быть не могут.

2. Принцип новых задач.

Заключается в том, что автоматизированные системы управления должны обеспечить в основном решение качественно новых проблем, а не механизировать приемы управления, реализуемые обычными ручными методами. На практике этот принцип приводит к необходимости решения многовариантных оптимизационных задач на базе экономико-математических моделей большого объема. Конкретный состав подобных задач зависит от характера управляемого объекта.

Для машиностроительных и приборостроительных предприятии, например, наиболее важными оказываются обычно задачи оперативно-календарного и объемно-календарного планирования и регулирования;. Эффект здесь достигается в том случае, когда На уровне сменных заданий происходит точное согласование по времени всех производственных и обеспечивающих операций, определяются оптимальные объемы партий, производится оптимизация загрузки оборудования.

Подсистема сбыта продукции

42. Составление годового плана поставки готовой продукции по фондодержателям и грузополучателям

43. Оперативный учет движения готовой продукции на складе отдела сбыта

44. Учет выполнения плана поставок готовой продукции потребителям

45. Составление статистической отчетности о поставке готовой продукции

46. Составление статистической отчетности о поставке готовой

ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА

Под технической базой (ТБ) АСУП будем понимать совокупность технических средств регистрации, передачи, обработки и отображения информации во всех контурах автоматизированного управления производством.

Структура и состав технической базы, а также требуемые режимы работы отдельных устройств находятся в непосредственной зависимости от специфических особенностей производства и характера функционирования системы управления. В связи с этим выделяются две неразрывные стороны типового проектирования технической базы АСУП: определение набора типовых модулей технических средств и формирование из этих модулей конфигурации технической базы для конкретного объекта управления.

Факторы, влияющие на выбор комплекса технических средств (КТС), можно разбить на следующие группы:

параметры объекта управления, характеризующие его производственную структуру и материальные потоки;

организационные параметры системы управления;

основные входные и выходные параметры информационных потоков;

параметры, определяющие особенности функций управления, подлежащих автоматизации.

Параметры объекта управления включают: тип производства, частоту переходов на выпуск нового вида продукции и длительность этого процесса; номенклатуру выпускаемой продукции; численность промышленно-производственного персонала; производственную структуру предприятия и основные технико-экономические показатели работы предприятия и отдельных его подразделений; характеристики основных материальных потоков.

К организационным параметрам системы управления относятся: организационная структура предприятия и отдельных его подразделений; функциональная схема с указанием последовательности передачи отдельных функций управления автоматизированной системы; схемы взаимосвязи с поставщиками и потребителями с указанием в них периодичности и размера поставок по всей номенклатуре.

Основными входными и выходными параметрами информационных потоков являются: схемы размещения источников информации о состоянии объекта с указанием по каждому источнику характера вводимой информации, структуры сообщения и его формата, закона распределения сообщений во времени; списки реквизитов; размер и периодичность смены информации по реквизитам; списки различных видов сообщений с указанием реквизитов, входящих в каждое сообщение; схемы размещения участков отображения информации с указанием структуры сообщения и его формата; списки различных видов отображаемых сообщений с указанием реквизитов, входящих в каждое сообщение.

Параметры, определяющие особенности функций управления объектом, включают характеристики задач, которые будут обрабатываться с помощью КТС (экономическая и технологическая сущность, время решения, взаимосвязь с потребителями и т. д.).

Первые три группы параметров позволяют определить структуру КТС. Характеристики задач позволяют установить требуемые параметры вычислительной системы (ВС), т. е. состав, производительность, пропускную способность каналов, объем оперативной памяти и т. д.

Целесообразно выделить следующие этапы проектирования технической базы АСУ:

1. Определение ряда средств, рекомендуемых в качестве типовых для построения широкой гаммы технических комплексов АСУП.

2. Разделение предприятий на ряд категорий в соответствии с особенностями автоматизации производства и формирование типовых структур КТС для каждой категории предприятия.

3. Проектирование технической базы АСУ конкретного предприятия путем адаптации типовой структуры к условиям данного предприятия.

В процессе разработки идеологии технической базы АСУП на основе анализа структуры, принципов построения и функционирования системы управления выявлено, что на объектах с дискретным характером производства АСУП включает несколько взаимосвязанных контуров управления производственными процессами, которые характеризуются различной периодичностью выработки управляющих воздействий (контур организационно-экономического управления предприятием в целом, контур производственного управления цехами, контур управления технологическими процессами и т. д.).

С целью типизации технических средств, предполагаемых к применению при реализации технической базы АСУ, на основе анализа функциональных задач, решаемых в рамках каждого контура управления, выделяются следующие основные процедуры технологического процесса обработки информации:

автоматизированный сбор и регистрация первичной производственной информации;

накопление, обработка и хранение информации об управляемом объекте;

автоматизированная передача управляющей и справочной информации на участки ее использования.

Для реализации этих процедур используется следующий стандартный ряд технических средств (ТС):

типовой комплекс периферийных средств АСУП Комплекс-Т и средства системы телеобработки ЕС ЭВМ;

системы сбора и первичной обработки - данных типа БАРС (разработка ИК АН УССР);

модели ЕС ЭВМ (ЕС-1022, ЕС-1033, ЕС-1035 и т. д.), рекомендуемые в качестве типовых для АСУП;

управляющие вычислительные комплексы (УВК) М-6000, М-7000 и М-400 для создания АСУ цехов и технологических процессов.

Следующим этапом проектирования технической базы АСУП является формирование типовых структур КТС для предприятий различных категорий.

2 Заказ № 304

Анализ влияния основных параметров предприятий на структуру и характеристики технической базы АСУП позволил разделить предприятия на три категории, которые определяются значением комплексного показателя сложности процесса управления В, оцениваемого следующими безразмерными зависимостями: Перечень параметров показателей и связь между ними показаны в табл. 4.

Таблица

 

 

Категория предприятия устанавливается по значению комплексного показателя В:

I категория —£>200;

II категория — 70<В<200;

III категория — £<70.

На рис. 8—10 приведены примеры базовых типовых структур КТС для машиностроительных и приборостроительных предприятий, синтезированных на базе системного анализа потоков информации, задач и регулирующих сигналов с учетом опыта проектирования и эксплуатации АСУП, а также некоторой перспективы развития АСУП и технических средств на ближайшее время *.

Каждая из структур КТС АСУП включает следующие функциональные уровни:

внешних запоминающих устройств (модулей) — ВЗУ;

обрабатывающих устройств (модулей), в состав которых входят: процессоры, мультиплексные и селекторные каналы, оперативные запоминающие устройства, блоки сопряжения процессора на уровне канал-канал, пульты реконфигурации системы;

Параметры ЕС-1035 определялись по технической документации.

ввода-вывода, в состав которого входят местные устройства ввода-вывода ЭВМ, периферийное оборудование, устройства сопряжения ЭВМ с каналами связи, мультиплексоры передачи данных и модели.

Комплексирование ЭВМ (для двух- и трехмашинных вариантов) в рассматриваемых структурах производится на всех трех уровнях.

Детальная адаптация типовой структуры КТС АСУ к условиям каждого конкретного предприятия производится на стадии технического проектирования путем уточнения состава средств выбранной базовой структуры по методикам расчета количества оборудования для основных режимов функционирования комплекса технических средств АСУ. На этом же этапе выбирается структура и формируется состав технических средств системы подготовки информации, входящей в состав КТС АСУП.

Расчет основных параметров КТС при этом должен охцаты-вать два доминирующих в АСУП режима: режим пакетной обработки данных и режим коллективного пользования.

Главным критерием при реализации режима пакетной обработки данных является обеспечение максимальной эффективности технических средств при решении заданного набора задач в установленные сроки. Режим коллективного пользования должен обеспечивать наиболее полное удовлетворение оперативных запросов пользователей.

Режим пакетной обработки данных является основным режимом функционирования комплекса технических средств АСУП, при котором производится обработка заданий, предварительно сгруппированных в наиболее совместимые с точки зрения вычислительного процесса наборы (пакеты):

Основная функциональная единица, выполняемая вычислительной системой — задание. Каждое задание формируется так, чтобы влияние на выполнение других заданий было минимально. Задание составляется из одного или нескольких шагов, каждый из которых воспринимается вычислительной системой как задача, т. е. как заказ на выполнение определенной программы.

В режиме пакетной обработки производится обработка непрерывного потока заданий с автоматическим переходом от одного задания к другому. Участие оператора в обработке заданий сведено к минимуму, что уменьшает число субъективных ошибок. Пакетная обработка проводится как в однопрограммном, так и в мультипрограммном режимах.

Однопрограммная пакетная обработка информации характерна тем, что все ресурсы системы в каждый интервал времени предоставлены в распоряжение одного задания, которое выполняется процессором. Для отдельного задания этот режим обеспечивает минимальное время обслуживания. Однако с точки зрения использования технических средств системы однопрограммный режим является наименее эффективным.

Мультипрограммная пакетная обработка — параллельное выполнение нескольких программ одного пакета (или даже нескольких разных пакетов). Причем для получения наибольшей эффективности формирование и реализация пакета должны осуществляться с учетом максимального использования ресурсов системы при их решении.

При анализе задач, решаемых в режиме пакетной обработки, основной акцент делается на такие их характеристики, как время решения, взаимная информационная связанность и возможность выделения типовых процедур обработки.

Рассмотрим особенности этих характеристик.

Режим пакетной обработки характерен тем, что суммарное время решения всего пакета задач минимизируется, однако время решения каждой конкретной задачи не всегда оказывается минимальным. Поэтому первая, важная с точки зрения правильного формирования режима пакетной обработки характеристика реализуемых задач — это степень срочности их решения.

Кроме того, при формировании пакетов задач необходимо учитывать их информационную общность, проявляющуюся в использовании одних и тех же информационных массивов и в степени связности выполняемых. процедур. Наилучшие результаты по времени реализации заданного набора задач получаются в том случае, если в этом наборе содержатся информационно связанные, процедурно независимые и равноценные по своей срочности и важности задачи.

Наиболее важным этапом подготовки задач к пакетной обработке является возможность выделения типовых процедур их решения. Наличие типовых процедур предполагает в пакетном режиме использование неоперативного мультипрограммного планирования. Оно осуществляется для предварительной выработки графика выполнения заданного набора программ применительно к некоторым типовым ситуациям функционирования обрабатывающего комплекса (ВК). Для каждой типовой ситуации составляется свой план выполнения заданного набора программ, а реализация планов осуществляется в процессе функционирования системы по мере возникновения соответствующих ситуаций.

Исходя из анализа задач и рассмотренных особенностей можно сформулировать следующие требования к режиму пакетной обработки:

обеспечение приоритетного обслуживания задач внутри данного пакета по степени их важности и информационной связности;

возможность работы как с общим полем оперативной памяти, так и с внешними агрегатами на уровне адаптера «канал-канал» или на уровне устройств управления внешней памятью, причем для обоих типов необходимо обеспечивать автономный режим работы каждой ЭВМ;

наличие внешней памяти большого объема со сравнительно быстрым доступом;

возможность резервирования внешних устройств.

Для реализации функций пакетной обработки с учетом указанных требований определяется следующий набор технических средств из общего состава КТС АСУ:

набор процессоров, обеспечивающих реализацию необходимого состава операций и заданное быстродействие;

блоки оперативной памяти, объем которых удовлетворяет требованиям эффективного решения задач управления;

внешние запоминающие устройства (ВЗУ) для хранения наборов данных и программ, обеспечивающих функционирование режима пакетной обработки; ■>устройства ввода-вывода информации (УВВ);устройства каналов с мультиплексной и селекторной организацией для соединения внешних запоминающих устройств и устройств ввода-вывода информации ~ процессорами"■ и оперативной памятью;

аппаратура, резервирующая основные технические средства с целью обеспечения требуемой надежности.

Расчет количества этих средств производится на основании заданного объема вычислительных работ и комплексного быстродействия вычислителя.

По степени сложности алгоритма вычислительного процесса задачи, решаемые в АСУ, разбиваются на три группы:

первая группа задач характеризуется алгоритмом прямого счета. Это задачи первичной обработки данных, учета, составления сводок и т. д. Они имеют большие массивы исходных данных, простые алгоритмы счета и требуют большого количества вводно-выводных операций;

вторая группа задач включает задачи обработки данных по конкретным аналитическим зависимостям. Задачи этой группы имеют более сложные алгоритмы решения, разветвленные программы. Эти задачи наиболее интенсивно загружают расчетную часть ЭВМ;

третья группа объединяет многовариантные оптимизационные задачи и задачи математического моделирования. Эти задачи имеют сложные алгоритмы решения, разветвленные программы, содержащие большое количество внутренних циклов. В основном время решения задач этой группы определяется вычислительной мощностью процессора и объемом оперативной памяти.

Объем вычислительных работ для обработки одного пакета задач определяется по формуле:

<2пак =

(4)

1=1

V_u + «₂ 2 V_2j + «з

; 1

где Qnan — объем вычислительных работ для обработки пакета

задач (количество операций); Щ, ^2, "з — число операций, необходимое для обработки одного

байта вводимой информации по каждой группе задач

пакета. По данным НИИ ЦСУ «1 = 500 оп/'байт, п₂= = 5000 on/байт, Пз = 20 000 оп/байт; V₁., Van V₃i — объемы вводимой информации по задачам каждой

группы, входящим в пакет; т- —количество задач первой группы в пакете; р — количество задач второй группы в пакете; s — количество задач третьей группы в пакете. Имея эти данные, можно определить требуемую обобщенную производительность всего вычислительного комплекса (fmp):

где Тр — заданное время обработки расчетного набора пакетов задач в часах.

В- условиях АСУП расчет производительности. целесообразно нести по смеси GPO — WV — ll (General Post Office Work Unit — II) для планово-экономических задач [2]. При этом необходимо оперировать комплексной производительностью всей вычислительной системы fmp с учетом работы внешних запоминающих устройств, устройств ввода-вывода, операционной системы и т. д.

Количество ЭВМ для реализации режима пакетной обработки и данном случае определяется по формуле

Кэвм. = — -f —. (6)

JK

При расчете количества ЭВМ берутся, как правило, их основные комплекты, однако рассматриваемая методика позволяет использовать и нестандартные конфигурации.

Минимальный объем памяти ЭВМ, необходимый для организации режима пакетной обработки по всем трем разделам оперативной памяти в рамках ДОС ЕС, можно определить по следующей зависимости:

•"общ — $ *" BG mln i * F% min [" * f⁷_l min) \*)

где V_s — объем супервизора для ДОС;

Vваты — минимальный объем фондового раздела;

Vp,_mln —■ минимальный объем второго раздела переднего плана;

^Лш1п — минимальный объем первого раздела переднего плана. ^х

Для организации режима пакетной обработки задач АСУ при условии использования операционной системы ДОС ЕС минимальный объем оперативной памяти составляет порядка 128 Кбайт.

При оценке количества каналов необходимо учитывать, что производительность системы существенно зависит от числа используемых в КТС селекторных и мультиплексных каналов. Однако практика использования вычислительных средств ЕС ЭВМ показала, что для режима пакетной обработки можно ограничиться числом каналов, поставляемым в основном комплекте, так как их количество в большинстве случаев удовлетворяет требованиям к пропускной способности системы.

Количество ВЗУ, необходимое для организации режима пакетной обработки, можно определить по объемам задач, решаемых системой. При этом идеальным с точки зрения реакции системы является случай, когда и программные модули, и наборы данных были бы размещены на запоминающих устройствах с прямым доступом (ЗУПД).

Количество ВЗУ с прямым доступом (имеется в виду ЗУ на дисках) можно определить по формуле

где Sh — длина записи данных на ЗУПД;

Мк — количество записей в файле («+1» в формуле обусловлена необходимостью наличия одного дисковода для размещения программ операционной системы); р — число файлов; Ti — емкость-пакета диска в байтах. Величину Sh определяют из следующей зависимости [10]:

.^ = 81 + 1,049 (#, + £>,), (9)

где Кг — длина ключа записи, т. е. длина логического идентификатора данных в записи;

Di — длина данных, т. е. размер собственно логических записей данных.

Длина ключа может составлять от 1 до 255 байт. В рамках ДОС ЕС существует требование, чтобы длина поля данных не превышала 35 250 байт. Средняя длина ключа составляет примерно 70—80 байт, а длина данных, определяемая объемом одного документа, лежит в пределах 100—150 байт.

Вторым основным режимом функционирования КТС АСУ является режим коллективного пользования, который обеспечивает оперативное взаимодействие обслуживающего персонала со средствами автоматизированной обработки данных. Для реализации этого режима необходим программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий организацию эффективного двухстороннего обмена информацией между ЭВМ и пользователями, удаленными от средств обработки, а также обеспечивающий решение ряда специфических оперативных задач. Для АСУП типовыми задачами режима коллективного пользования являются: регистрация эпизодической информации, оперативная выдача результатов решения функциональных задач и обеспечение работы информационно-справочной системы.

Аппаратная часть, обеспечивающая функционирование режима коллективного пользования, состоит из ядра и средств телеобработки данных. В ядро входят процессоры, основная память, внешние запоминающие устройства (ВЗУ), каналы ввода-вывода,

местные вводно-выводные устройства. Средства телеобработки делятся на мультиплексоры передачи данных (коммуникационные процессоры), линейные адаптеры, модуляторы-демодуляторы, устройства защиты от ошибок, линии связи, терминальные устройства (абонентские пункты). Кроме терминальных устройств ЕС ЭВМ, в состав средств телеобработки данных АСУП входят многочисленные регистраторы информации (РИ).

Уточнение состава средств выбранной базовой структуры КТС АСУП для реализации режима коллективного пользования производится путем анализа базовой структуры с целью определения загрузки основных модулей.. ■

Анализ типовой конфигурации КТС АСУП при реализации режима коллективного пользования состоит в расчете ряда существенных временных характеристик решения задач сбора—-распределения информации и задач справочного характера. Кроме того, производится определение объемов, которые занимают программы и массивы данных на различных уровнях* иерархии памяти; оперативная память, ВЗУ прямого доступа и ВЗУ последовательного доступа.

Исходными данными для предварительного анализа структуры ядра системы являются:

интенсивность поступления требований на обслуживание — X (требований в секунду);

средневзвешенное (по смеси GPO — WV — II) время выполнения процессором одной инструкции — т_Пр (с);

среднее число инструкций, выполняемое в прикладной программе обслуживания — N;

количество обращений к запоминающим устройствам прямого доступа — п;

среднее время поиска и передачи данных между оперативной памятью и ЗУПД —т_зу (с);

коэффициент готовности — Кг-

Среднее время нахождения сообщения на обработке в наиболее приоритетном разделе оперативной памяти равно:

*^оп~ А"_г(1-Хлтс_пр)' (¹⁰)

где гс_т — количество инструкций первичной обработки сообщения.

Общее время пребывания сообщения в системе, определяющее реакцию системы на запрос, складывается из времени обработки сообщения (Г_оп) и времени нахождения его в очереди на обработку (То):

Т=Т_т+Т₀. (И)

Для рассматриваемого случая одного раздела оперативной памяти, отведенного на обработку сообщений, время нахождения сообщения в очереди определяется по уравнению Поллачека— Хинчина:

 

Полагая для упрощения, что время обработки распределено по экспоненциальному закону, получаем дисперсию распределения Dr_on= Ton. Отсюда выводим общее время пребывания сообщения в ядре системы на обработке, которое равно:

При этом очевидно, что коэффициент занятости процессора {К), равный отношению времени нахождения процессора в состоянии СЧЕТ ко времени нахождения сообщения на обработке, определяется выражением • j

(14)

где yv_3y —число инструкций для выполнения обращения к ВЗУ.

При проведении расчетов необходимо иметь в виду, что до.5% вычислительной мощности затрачивается на организацию опроса' терминальных устройств для приема от них сообщений. Доля машинного времени на телекоммуникационный доступ зависит от следующих факторов:

производительности процессора;

параметров генерации конкретных программ (БТМД и ОТМД);

количества подключенных терминалов;

организации сети связи (наличие коммутируемых каналов, концентраторов и т. д.);

количества интервалов времени,, отведенных для работы программы сбора информации.

Определенная в результате анализа загрузка отдельных модулей системы, реализующих режим коллективного пользования, должна составлять приблизительно 70%, что обеспечивает достаточно эффективное функционирование технических средств.

На заключительном этапе проектирования технической базы АСУП для каждого предприятия проводится анализ полученной структуры КТС методами математического моделирования с целью определения суммарной загрузки всех устройств времен обслуживания заявок пользователей системы и выявления диспропорции в пропускной способности различных модулей системы. По результатам моделирования осуществляется окончательное уточнение предлагаемой предприятию структуры, комплекса технических средств АСУП.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Математическим обеспечением любой автоматизированной системы управления называется комплекс программ, языков, описаний и инструкций, осуществляющий требуемое взаимодействие всех элементов системы в процессе ее функционирования. В математическом обеспечении АСУП можно выделить две составные части:

 

Рис. 11. Структура системного математического обеспечения

 

системное (общее) математическое обеспечение; прикладное (функциональное) математическое обеспечение. Системное математическое обеспечение предназначается для организации вычислительных процессов и управления ими, эффективного использования оборудования, автоматизации процедур составления и отладки программ. В соответствии с назначением в него включаются (рис. 11):

операционная система, обеспечивающая организацию вычислительных процессов, эффективную загрузку оборудования, требуемый порядок прохождения программ и связь с оператором;

система программирования, автоматизирующая процесс программирования и включающая трансляторы с алгоритмических языков и программные макросредства, обеспечивающие использование библиотек, представленных на уровне исходных или абсолютных модулей;

система управления информационной базой, предназначенная для организации информационных массивов, их ведения и поиска по запросам, регистрации (статистики) движения данных;

система контроля и диагностики;

система программной и информационной устойчивости, осуществляющая сохранность программ и информационной базы, а также нейтрализующие последствия различных возмущений в процессе обработки данных.

1. В математическом обеспечении АСУП операционные системы играют ведущую роль как организаторы работ ЭВМ и внешней периферии (регистраторов производства), обеспечивающие работу с линиями связи, прием и первичную обработку информации, организацию прохождения и взаимодействия прикладных программ. Операционная система является связующим звеном между интегрированной технической базой и прикладным программным обеспечением.

Функционально-операционная система АСУП состоит из отдельных служб, каждая из которых представляется комплексом программ, выполняющих определенные задания при машинной обработке данных. К числу таких служб относят:

управляющий комплекс;

службу обработки и отладки заданий;

службу массивов и файлов;

службу ведения библиотек;

службу ввода-вывода информации;

службу телеобработки;

службу статистического анализа вычислительного процесса.

Управляющий комплекс является центральной частью операционной системы и обеспечивает все административные процедуры по управлению режимами функционирования ЭВМ с максимально возможной производительностью системы обработки данных, а также автоматизацию централизованного управления программным хозяйством, планирование выполнения работ и осуществление надзора за ними.

Служба обработки и отладки заданий выполняет функциональные программы в требуемых режимах и является средством, подготавливающим необходимое решение в случае аварийных ситуаций, возникающих, как правило, из-за неправильных исходных данных или сбоев при обработке. На эту службу возлагаются функции выполнения определенного круга действий, направленных на нейтрализацию последствий таких ситуаций в ходе функционирования программ АСУП.

Служба массивов и файлов математического обеспечения предназначена в основном для оперативного управления участвующей в вычислительном процессе информации, представляемой в виде массивов или файлов. При этом под массивом понимается совокупность данных, интерпретируемая как бесформатные цифровые векторы произвольной длины.

Файл — это совокупность данных со строго определенной структурой, т. е. имеющая заданный формат. Приведение больших объемов информации к определенному формату со статусом файла облегчает обработку хранимых в файлах данных.

К числу важнейших функций службы файлов относятся: ведение каталога файлов, снабжение функциональных программ нормативно-справочной и планово-экономической информацией, редактирование файлов.

Служба ведения библиотек предназначена для накопления и многократного использования различных программных модулей, которые обеспечивают планово-экономические и технические расчеты АСУП. Размещение оперативного библиотечного хозяйства осуществляется на ресурсах памяти операционной системы.

Служба ввода-вывода информации организует обмен с внешними устройствами ЭВМ и обработку прерываний, сбоев и специальных сигналов устройств ввода-вывода.

Служба телеобработки решает следующие задачи: прием информации с периферийных терминальных устройств в реальном масштабе времени и вывод информации на периферийные терминалы;

перекодировку информации и'з кода терминального устройства во внутренний код представления данных в ЭВМ; обеспечение диалога человек — машина;

сигнализацию службе обработки заданий о готовности к обработке данных для функциональных программ.

Операционная система АСУП ориентирована на прием информации в реальном масштабе времени, поэтому служба телеобработки должна быть постоянно готова воспринимать данные по мере поступления и сохранять их в «очереди», если обработка не может быть выполнена немедленно.

Вопросы форматного редактирования решаются путем разработки и реализации специального языка для описания форматов. Служба приема информации с периферийных терминалов проектируется как комплекс программ, функционирующих на ресурсах

операционной системы под руководством управляющего комплекса.

Служба статистического анализа вычислительного процесса является средством накопления статистических данных для анализа и контроля использования программного обеспечения и позволяет активизировать процесс функционирования вычислительной системы и определять пути ее совершенствования.

2. Системы программирования АСУП предназначены для автоматизации процессов разработки и отладки как функциональных, так и управляющих (обслуживающих) программ. Основу указанных систем составляют алгоритмические языки различного уровня, назначения и трансляторы с этих языков на машинный язык.

В настоящее время в СССР приняты следующие унифицированные алгоритмические языки;

Кобол — для решения планово-экономических задач; Алгамс (подмножество Алгол-60)—для решения научных и инженерных задач;

Фортран—для решения научных и инженерных задач на машинах большой и средней мощности;

БЭЙСИК Фортран — для решения научных и инженерных задач на малых машинах;

РПГ — для решения учетно-отчетных задач; ПЛ/1—универсальный язык для решения широкого круга различных задач.

Рассмотренные языки относятся к классу проблемно-ориентированных языков. С их помощью пользователь ЭВМ может формулировать свои задачи, абстрагируясь от машины, реализующей процесс вычисления. Системы, базирующиеся на проблемно-ориентированных языках, существенно упрощают процесс составления программ. Однако в данном случае при трансляции программ, как правило, не обеспечиваются оптимальные эксплуатационные их характеристики.

Машинно-ориентированные языки типа Ассемблера предназначены для автоматизации значительной части технической работы при составлении программы решения задач, но предполагают знание и использование особенностей логической структуры конкретной ЭВ