Унифицированный язык визуального моделирования UML.UML диаграммы.

Унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) – это преемник того поколения методов объектно-ориентированного анализа и проектирования, которые появились в конце 80-х и начале 90-х годов. Создание UML фактически началось в конце 1994 г., когда Гради Буч и Джеймс Рамбо начали работу по объединению их методов под эгидой компании Rational Software. К концу 1995 г. они создали первую спецификацию объединенного метода, названного ими Unified Method, версия 0.8. Тогда же в 1995 г. к ним присоединился Ивар Якобсон. Таким образом, UML является прямым объединением и унификацией методов Буча, Рамбо и Якобсона, однако дополняет их новыми возможностями. Главными в разработке UML были следующие цели:

– предоставить пользователям готовый к использованию выразительный язык визуального моделирования, позволяющий им разрабатывать осмысленные модели и обмениваться ими;

– предусмотреть механизмы расширяемости и специализации для расширения базовых концепций;

– обеспечить независимость от конкретных языков программирования и процессов разработки.

– обеспечить формальную основу для понимания этого языка моделирования (язык должен быть одновременно точным и доступным для понимания, без лишнего формализма);

– стимулировать рост рынка объектно-ориентированных инструментальных средств;

Средства UML. Создатели UML представляют его как язык для определения, представления, проектирования и документирования программных систем, организационно-экономических систем, технических систем и других систем различной природы. UML содержит стандартный набор диаграмм и нотаций самых разнообразных видов. Стандарт UML версии 1.1, принятый OMG в 1997 г., предлагает следующий набор диаграмм для моделирования:

– диаграммы вариантов использования (use case diagrams) - для моделирования бизнес-процессов организации (требований к системе);

– диаграммы классов (class diagrams) – для моделирования статической структуры классов системы и связей между ними;

– диаграммы поведения системы (behavior diagrams):

– диаграммы взаимодействия (interaction diagrams):

– диаграммы последовательности (sequence diagrams) и кооперативные диаграммы (collaboration diagrams) – для моделирования процесса обмена сообщениями между объектами;

– диаграммы состояний (statechart diagrams) - для моделирования поведения объектов системы при переходе из одного состояния в другое;

– диаграммы деятельностей (activity diagrams) - для моделирования поведения системы в рамках различных вариантов использования, или моделирования деятельностей;

– диаграммы реализации (implementation diagrams): – диаграммы компонентов (component diagrams) - для моделирования иерархии компонентов (подсистем) системы;

– диаграммы размещения (deployment diagrams) - для моделирования физической архитектуры системы.

 

11.Понятие «Информационный процесс». Структура, элементарные операции информационного процесса:

Информационный процесс – это процесс сбора, преобразование, представление, хранения, обработки и передачи информации.

Структура информационного процесса

Информационная технология определяет методы реализации информационного процесса. Реализация каждой операции над информацией может осуществляться с использованием различных методов. Поэтому можно говорить о различных технологиях сбора, преобразования и ввода в ЭВМ, передачи, хранения, обработки и представление информации. Перечисленные названы элементарными, более сложные функции образуются сочетанием элементарных. Так обмен сообщениями между пользователями вычислительных систем на основе принципа «почтового ящика» (электронная почта) осуществляется в результате реализации упорядоченной совокупности операций ввода, передачи, вводы, хранение и обработки сообщений.

1. Получение изображения, поступающего от рецепторов. Как правило, к ЭВМ подключают специальные устройства цифрового ввода изображения, в которых яркость каждой точки изображения кодируется одним или несколькими двоичными числами.

2. Построение образной модели. На этом уровне с помощью спе­циально разработанных алгоритмов происходит обнаружение объек­тов в описании сцены и разбиение изображений на значимые сегмен­ты. Эффективность алгоритмов анализа сцен определяет скорость работы системы восприятия.

3. Построение образно-семантической модели. На этом уровне за счет информации, имеющейся во внутренней модели внешнего мира, и за счет знаний, хранящихся в ней, опознаются выделенные на предше­ствующем уровне объекты и между ними устанавливаются простран­ственные, временные и другие виды отношений. В технических систе­мах на этом уровне восприятия используются методы распознавания образов. Полученные знания о текущей ситуации могут использоваться в дальнейшей работе. Иллюстрацией к описанию уровней восприятия может служить, поясняющий в общих чертах работу системы зрительного восприятия текстовой информации.

С точки зрения информационной системы в целом, система вос­приятия осуществляет первичную обработку собираемой извне ин­формации. В свою очередь, для системы восприятия первичную об­работку информации производит система сбора информации.

Элементарные операции информационного процесса

Восприятие информации — процесс преобразования сведений, поступающих в техническую систему или живой организм из внешнего мира, в форму, пригодную для дальнейшего использования. Благодаря восприятию информации обеспечивается связь системы с внешней средой (в качестве которой могут выступать человек, наблюдаемый объект, явление или процесс и т.д.) Восприятие инфор­мации необходимо для любой информационной системы, коль скоро она претендует на какую-либо полезность.

Современные информационные системы, создаваемые, как пра­вило, на базе ЭВМ, в качестве своей составной части имеют более или менее (в зависимости от цели системы) развитую систему вос­приятия. Система восприятия информации может представлять собой довольно сложный комплекс программных и технических средств.

Для развитых систем восприятия можно выделить несколько этапов переработки поступающей информации: предварительная обработка для приведения входных данных к стандартному для данной системы виду, выделение в поступающей информации семантически и праг­матически значимых информационных единиц, распознавание объектов и ситуаций, коррекция внутренней модели мира.

В зависимости от анализаторов (входящих в комплекс технических средств системы восприятия) организуется восприятие зрительной, акустической и других видов информации.

Кроме того, различают статическое и ди­намическое восприятие. В последнем случае особо выделяют систе­мы восприятия, функционирующие в том же темпе, в каком проис­ходят изменения в окружающей среде.

Важнейшей проблемой вос­приятия информации является проблема интеграции информации, поступающей из различных источников и от анализаторов разного типа в пределах одной ситуации.

 

12. Характеристики и показатели качества информационных процессов.

Качество ИС связано с дефектами, заложенными на этапе проектирования и проявляющимися в процессе эксплуатации. Любые свойства ИС, в том числе и дефектологические, могут проявляться лишь во взаимодействии с внешней средой, включающей технические средства, персонал, информационное и программное окружение.

В зависимости от целей исследования и этапов жизненного цикла ИС дефектологические свойства разделяют на дефектогенность, дефектабельность и дефектоскопичность.

Дефектогенность определяется влиянием следующих факторов:

1. Численностью разработчиков ИС, их профессиональными и психофизиологическими характеристиками;

2. Условиями и организацией процесса разработки ИС;

3. Характеристиками инструментальных средств и компонент ИС;

4. Сложностью задач, решаемых ИС;

5. Степенью агрессивности внешней среды (потенциальной возможностью внешней среды вносить преднамеренные дефекты, например, воздействие вирусов).

Дефектабельность характеризует наличие дефектов ИС и определяется их количеством и местонахождением. Другими факторами, влияющими на дефектабельность, являются:

1. Структурно-конструктивные особенности ИС;
2. Интенсивность и характеристики ошибок, приводящих к дефектам.

Дефектоскопичность характеризует возможность проявления дефектов в виде отказов и сбоев в процессе отладки, испытаний или эксплуатации. На дефектоскопичность влияют:

1. Количество, типы и характер распределения дефектов в ИС;
2. Устойчивость ИС к проявлению дефектов;
3. Характеристики средств контроля и диагностики дефектов;
4. Квалификация обслуживающего персонала.

Оценка качества ИС является крайне сложной задачей ввиду многообразия интересов пользователей. Поэтому невозможно предложить одну универсальную меру качества и приходится использовать ряд характеристик, охватывающих весь спектр предъявляемых требований.

Наиболее близки к задачам оценки качества ИС модели качества программного обеспечения, являющегося одной из важных составных частей ИС. В настоящее время используется несколько абстрактных моделей качества программного обеспечения, основанных на определениях характеристики качества, показателя качества, критерия и метрики.

Критерий может быть определен как независимый атрибут ИС или процесса ее создания. С помощью такого критерия может быть измерена характеристика качества ИС на основе той или иной метрики. Совокупность нескольких критериев определяет показатель качества, формируемый исходя из требований, предъявляемых к ИС. В настоящее время наибольшее распространение получила иерархическая модель взаимосвязи компонент качества ИС. В начале определяются характеристики качества, в числе которых могут быть, например, общая полезность, исходная полезность, удобство эксплуатации. Далее формируются показатели, к числу которых могут быть отнесены: практичность, целостность, корректность, удобство обслуживания, оцениваемость, гибкость, адаптируемость, мобильность, возможность взаимодействия. Каждому показателю качества ставится в соотвествие группа критериев. Для указанных выше показателей ниже приведены возможные критерии. Надо отметить, что один и тот же критерий может характеризовать несколько показателей:

1. Практичность – работоспособность, возможностьпрактичность – работоспособность, возможность обучения,

2. Коммуникативность, объем ввода, скорость ввода-вывода;

3. Целостность – регулирование доступа, контроль доступа;

4. Эффективность – эффективность использования памяти,

5. Эффективность функционирования;

6. Корректность – трассируемость, завершенность, согласованность;

7. Надежность – точность, устойчивость к ошибкам, согласованность,

8. Простота;

9. Удобство обслуживания – согласованность, простоту, краткость,

10. Иформативность, модульность;

11. Оцениваемость – простоту, наличие измерительных средств, ин-

12. Формативность, модульность;

13. Гибкость – распространяемость, общность, информатированность,

14. Модульность;

15. Адаптируемость – общность, информативность, модульность, аппаратную независимость, программную независимость;

 

Обеспечивающие компоненты

Информационное обеспечение — это совокупность форм документов, классификаторов, нормативной базы и реализованных решений по объемам, размещению и формам существования информации, приме­няемой при функционировании автоматизированной системы.

Техническое обеспечение — это совокупность всех технических средств, используемых при функционировании автоматизированной системы.

Программное обеспечение — совокупность программ на носителях данных и программных документов, предназначенных для отладки, фун­кционирования и проверки работоспособности автоматизированной си­стемы.

Математическое обеспечение — совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, применяемых в автоматизированной системе.

Методическое обеспечение — совокупность документов, описываю­щих технологию функционирования автоматизированной системы, мето­ды выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов при функционировании автоматизиро­ванной системы.

Правовое обеспечение – совокупность правовых норм, определяющих юридический статус, создание, функционирование ИС, а т.ж. регламентирующих порядок получения, преобразования и использования информации. Включает нормативные акты, договорные отношения заказчика и разработчика и условие правового регулирования возникших разногласий в ходе разработки или эксплуатации ИС. Четко формулируется: статус ИС и ее эксплуатация; права и обязанности, ответственность персонала; правовое положение отдельных видов процессов управления; правовой порядок получения и использования инф-ции.)

Организационное обеспечение – это совокупность методов и средств, регламентирующих взаимодействие персонала с техническим обеспечением и между собой в процессе разработки и эксплуатации информационной системы. Основные документы – должностные инструкции, где это должно быть сформулировано.

 

14.Понятие «открытые АИС». Глобальная сеть Internet как пример открытой информационной системы. Назначение информационных систем, применяющихся на железной дороге:

Открытые информационные системы создаются в процессе информатизации всех основных сфер современного общества: органов государственного управления, финансово-кредитной сферы, информационного обслуживания предпринимательской деятельности, производственной сферы, науки, образования. Развитие и использование открытых информационных систем неразрывно связаны с применением стандартов на основе методологии функциональной стандартизации информационных технологий.

Термин открытая означает, что если система соответствует стандартам ВОС, то она будет открыта для взаимодействия с любой другой системой, которая соответствует тем же стандартам ВОС.

Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 15 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой.

АСОУП – Автоматизированная система оперативного управления перевозками.

АСОУП является системой дорожного уровня. Одновременно она обеспечивает информацией практически все уровни управления. Эти функции осуществляются через существующие системы на станциях и других линейных предприятиях, а также путём информационного взаимодействия с системами верхнего уровня. АСОУП смежных дорог должны также взаимодействовать друг с другом таким образом, чтобы в конечном итоге на сети дорог функционировала единая система оперативного управления перевозками.

ДИСКОН - автоматизированная система контроля дислокации контейнерного парка.

В декабре 2001 г на РЖД введена система ДИСКОН. Особенность данной системы: использование в качестве информационной основы оперативной базы данных, содержащей информацию о каждом контейнере по его номеру. Основная цель создания повышения эффективности контейнерных перевозок, прежде всего за счет наиболее рациональной работы с каждым контейнером, постоянного контроля за его дислокацией, состоянием и соблюдением правильности выполнения каждой операции.

ДИСКОН имеет 3-х уровневую структуру:

1- линейный: станции -

2- дорожный: управление дорог;

3- сетевой: МПС.

ДИСПАРК - Автоматизированная система полномерного учета, контроля дислокации, анализа использования и регулирования вагонного парка на железных дорогах России.

ДИСПАРК является принципиально новой автоматизированной системой управления парком грузовых вагонов, основанной на создании достоверных полномерных моделей дислокации и состояния вагонов на уровне сети и железных дорог, функционирующей как единое целое и обеспечивающей подключение к ней железных дорог стран СНГ и Балтии.

Система ДИСПАРК предназначена для: формирования объективных данных о наличии и состоянии вагонного парка на сети, железных дорогах, обеспечения сохранности вагонного парка РФ. Обеспечения функционирования систем взаиморасчетов за пользование вагонами на основе учета времени нахождения каждого вагона на территории государства и железной дороги; обеспечения полномерного контроля наличия вагонов на новостройках, за границей и на подъездных путях; создания условий для отказа от безномерного способа учета простоя вагонов.

ДИСКОН - Автоматизированная система управления контейнерными перевозками

На РЖД ежесуточно осуществляется погрузка до 10 тыс. контейнеров принадлежности российских железных дорог, инвентарного парка общего пользования стран СНГ и Балтии, а также приватных (собственных) контейнеров. Ни один контейнер не должен выходить из поля зрения системы при нахождении его на российских железных дорогах. Такие подходы приняты сейчас в мире и реализованы на многих ведущих железных дорогах Европы и Америки.

«Экспресс3». Более 30 лет на отечественных железных дорогах успешно действует автоматизированная система «Экспресс». Наряду с резервированием и продажей мест на поезда внутреннего и международного сообщений она выполняет функции сервисного обслуживания с выдачей справок пассажирам о правилах проезда и расписании. Система используется также для оформления багажа пассажиров, ведения статистической и финансовой отчетности, оперативного планирования перевозок, учета использования пассажирского вагон­ного парка.

15.Функционирование информационной системы в режиме коллективного пользования в терминах систем массового обслуживания. Эффективность и надежность АИС

Функционирование информационной системы в режиме коллективного пользования может быть описано в терминах систем массового обслуживания (СМО).На вход информационной системы поступает паток заявок от пользователей системы. Заявки поступают в очередь на обслуживание, где ожидают, пока не освободятся ресурсы системы (канал обслуживания), занятые обслуживанием других заявок.

Система массового обслуживания – предназначена для удовлетворения различного рода потребностей.

Каналом – называется устройство или человек обслуживания заявки.

Очередь – скопление заявок на входе.

Под эффективностью системы понимают степень приспособ­ленности системы к выполнению поставленных перед ней задач. Оценка эффективности осуществляется при помощи числовых ха­рактеристик - показателей эффективности. При этом выбор показа­телей для оценки эффективности зависит от поставленных задач и цели системы.

Под надежностью системы понимают - свойство системы со­хранять во времени способность к выполнению заданных функций в заданных условиях эксплуатации. Надежность систем оценивают при помощи показателей надежности.