МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. ІВАНА ФРАНКА

Чмерук Галина Григорівна

УДК 330.101.542:330.4:519.6

Економіко-математичне моделювання інформаційного забезпечення управління підприємством

Спеціальність 08.03.02 - Економіко-математичне моделювання

Автореферат дисертації на здобуття наукового

ступеня кандидата економічних наук

Львів – 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі інформаційних систем в менеджменті Львівського національного університету імені Івана Франка.

Науковий керівник: доктор економічних наук, професор

Єлейко Василь Іванович,

кафедра інформаційних систем в менеджменті Львівського національного університету імені Івана Франка

Офіційні опоненти доктор економічних наук, професор

Корольов Олег Анатолійович,

кафедра статистики та економетрії Київського національного торговельно-економічний університету

кандидат економічних наук, доцент

Фещур Роман Васильович,

кафедра менеджменту і міжнародного підприємництва Національного університету “Львівська політехніка”

Провідна установа: Київський національний економічний

університет, кафедра економіко-математичних методів, Міністерство освіти і науки України

Захист відбудеться “12” червня 2001 р. о 15.30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д35.051.01 у Львівському національному університеті імені Івана Франка, м. Львів, пр. Свободи 18, аудиторія 115.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка ( м. Львів, вул. Драгоманова, 5)

Автореферат розісланий “9” травня 2001р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради, _________________ Панчишин С.М.

Актуальність теми дослідження. Авторитет сучасної цивілізованої держави, її інтеграція в світове співтовариство, визначаються, в основному, станом розробок в галузі фундаментальних і прикладних наук, у високих інформаційних технологіях, системах і мережах. В зв’язку з цим у 1998р. в Україні прийнято Закон "Про Національну Програму інформатизації", що визначає стратегію розв’язання проблеми забезпечення інформаційних потреб та інформаційної підтримки науково-технічної, соціально-економічної, екологічної, оборонної, національно-культурної та інших видів діяльності у сферах загальнодержавного значення. Національна програмам інформатизації становить комплекс взаємопов’язаних окремих завдань (проектів) інформатизації, спрямованих на реалізацію державної політики та пріоритетних напрямів створення сучасної інформаційної інфраструктури України. Питанню інформатизації та автоматизації управління виробничим підприємством в Україні присвячується багато уваги. Це можна пояснити тим, що більшості державних підприємств у спадок від адміністративно-командної системи залишилось застаріле, майже неавтоматизоване обладнання, фактично мало комп’ютеризовані технології, старі методи управління. А в умовах ринку, щоб досягти певного рівня конкурентоспроможності підприємству необхідно переходити на використання новітніх технологій, на застосування найсучасніших апаратних та програмних засобів автоматизації управління. Ринок характеризується постійним прагненням до підвищення ефективності виробництва, передбачає свободу прийняття рішень тими, хто несе відповідальність за кінцеві результати діяльності фірми і її підрозділів; потребує постійних коригувань цілей і планових програм фірми в залежності від стану ринку. Для цього необхідна особлива система управління, характерна для ринкових умов, яка враховує пріоритети специфіку і менталітет України.

Основною задачею при прийнятті управлінських рішень є виявлення, оцінка, аналіз проблемних ситуацій і визначення дійових впливів на об’єкт з метою цього ефективного функціонування. В роботі розглядається комплекс проблем, що пов’язані з аналізом ситуацій, які можуть виникнути в зв’язку з обробкою вихідних потоків даних. Формалізація підходу до розгляду вихідних потоків даних дає можливість ставити питання оптимізації обробки вихідного потоку даних, наприклад, по параметрах оптимізації загального часу обробки. Користуючись таким підходом можна абстрагуватись від семантичних характеристик інформації і оперувати такими поняттями як характеристики вихідного потоку вимог, станами системи управління залежно від часових параметрів, характеристиками системи, яка забезпечує обробку і перетворення даних, пропускну здатність і т.п. Це надасть можливість оперативного та ефективного втручання в процес управління об’єктом і тим самим адаптувати його до деструктивних впливів, що характеризують середовище оточення самого об’єкта управління. Тому дослідження шляхів організації інформаційного забезпечення управління діяльністю підприємств є актуальним.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження проведено відповідно до плану науково-дослідної роботи кафедри інформаційних систем в менеджменті Львівського національного університету імені Івана Франка як складова частина держбюджетної теми "Моделювання фінансово-господарської діяльності підприємств та організацій і його інформаційне та програмне забезпечення" (реєстраційний шрифт ЕІ-272Б), та відповідно до плану науково-дослідної роботи кафедри математичних методів в економіці та комп’ютерної техніки Львівського державного фінансово-економічного інституту як складова частина наукової теми кафедри “Дослідження, розробка таі інформаційне забезпечення математичних моделей системної організації і управління складовими фінансової системи України в умовах нестабільної економіки” (згідно наказу ректора ЛДФЕІ № 43-О/Д від 03.04.2000 р.).

Мета і задачі дослідження. Метою даного дисертаційного дослідження є обґрунтування, розробка і оцінка методів і способів вдосконалення організації ін формаційного забезпечення процесу управління, що дозволить адаптувати системи управління підприємством до сучасних вимог ринкової економіки України.

Досягнення поставленої мети забезпечувалося шляхом вирішення таких завдань:

- аналіз ролі і місця засобів інформаційної підтримки при прийнятті управлінських рішень на різних рівнях управління виробничим підприємством і розробка на основі інтеграції систем автоматизованого керування, автоматизованого проектування і технологічної підготовки виробництва економіко-управлінських і програмних методів оцінки оптимальної організації обчислювального процесу управління підприємством;

- введення одиниці обчислювальної нагрузки (“Дані-Перетворення даних-Дані”) в системах обробки даних, що дасть можливість застосовувати формалізовані методи для дослідження поведінки програмного забезпечення при функціонуванні комп’ютерно-інтегрованої виробничої системи;

- подання моделі функціонування обчислювального процесу у вигляді оргграфа і розробки методу переходу від простіших моделей до складніших з використанням одержаних для простіших оцінок, що дає можливість проводити виміри за складними моделями без повторного перерахунку простих;

- розробки аналітичних виразів, які дають можливість вимірювати параметри алгоритмів організації обчислювального процесу, наприклад часу функціонування;

- розгляду існуючого алгоритму диспетчеризації обчислювального процесу з перериваннями і проведення його удосконалення шляхом обчислення вартості пріоритетів на виконання запитів в обчислювальній системі типу комп’ютерно-інтегрованої виробничої системи;

- визначення окремих характеристик функціонування запропонованого алгоритму, зокрема, часу очікування заявки в перерваному стані, часу перебування заявки в стані очікування в черзі;

- розробки методу оптимізації структури програмного забезпечення інтегрованих систем обробки даних, який дозволяє знизити затрати, виявляючи певну кількість помилок за один сеанс роботи ЕОМ при збільшенні максимально допустимих розмірів відлагоджуваних програм.

Об’єкт і предмет дослідження. Об’єктом дослідження є інформаційні системи управління підприємством. Предметом дослідження є економіко-математичні методи та моделі в системі інформаційного забезпечення управління підприємством.

Методологія дослідження. Теоретичною та методологічною базою даного дослідження служать праці вітчизняних (Слуцького Є.Є., Глушкова В.М., Ситника В.Ф., Сергієнко І.В., та ін.) та зарубіжних вчених (Кастеллани К., Клейнрока Л. та ін.) в області економіко-математичного моделювання, маркетингу, теорії управління підприємством. В дисертації використовуються методи теорії систем, теорії графів, алгебри причинного аналізу, аналітичного, імітаційного та стохастичного моделювання, методи теорії масового обслуговування, марківських та півмарківських процесів і інші.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що мінімізація вартісної функції затрат виробничого підприємства досягається за рахунок удосконалення обслуговування управлінських запитів в обчислювальній системі та оптимізації структури програмного забезпечення.

До нових наукових результатів, що належать особисто здобувачеві, відноситься:

1. Розроблена управляюча система організації і способи удосконалення обчислювального процесу для розв’язання функціонально та інформаційно залежних задач управління виробничим підприємством.

2. Запропоновані способи одержання кількісних і якісних характеристик функціонування програмного забезпечення управління підприємством.

3. Розроблено якісно новий підхід та відповідний алгоритм оптимізації розміщення файлів баз даних з метою мінімізації часу виконання запитів користувачів для інформаційно-обчислювальних систем управління, реалізованих у вигляді локальної мережі з довільною технологією.

4. Побудовані математичні моделі структурної оптимізації як окремих програм так і систем програм інформаційного забезпечення управління підприємством.

5. Запропоновано способи удосконалення інформаційного забезпечення управління підприємством та оцінки його основних характеристик.

Практична цінність: Запропоновані методи і способи оцінки організації обчислювального процесу при рішенні функціонально і інформаційно взаємозв’язаних задач дозволяють підвищити ефективність використання ЕОМ в порівнянні з організацією обчислювального процесу, закладеного в штатних операційних системах.

Методи оптимізації структури програм і програмних комплексів для інформаційного забезпечення управління підприємством використовують при організації обчислювального процесу в мережах, оцінки програмних продуктів, адаптації та інтеграції автоматизованих систем обробки даних різного призначення.

Теоретичні та методичні розробки, що одержані в процесі проведення наукових досліджень, а також запропонована модель оцінки величини баз даних, мінімізації часу доступу до даних за рахунок раціонального розміщення наборів даних використовуються при модернізації підсистем автоматизованого керування на Львівському державному заводі ЛОРТА і одержали схвальний відгук (№862 від 12.02.2001 р.).

Результати наукових досліджень використовуються при впровадженні інформаційних технологій в державному підприємстві “Львівприлад” (довідка №13/106 від 21.02.2001 р.).

Результати, отримані в дисертаційному досліджені, успішно впроваджуються в навчальному процесі під час викладання курсу “Інформаційні системи і технології у фінансових галузях” (довідка № 68 від 28.03.2001 р.). Зокрема, дані з розділу І “Аналіз сучасного стану систем інформаційного забезпечення управління виробничим підприємством" використовується при викладі матеріалу лекцій на теми “Автоматизовані інформаційні системи” і “ Автоматизовані інформаційні технології”, результати з розділу ІІ “Розробка методів визначення часових характеристик виконання алгоритмів і програм в ІСОД” включені як складова частина лекції на тему “Інформаційне забезпечення автоматизованих інформаційних систем”, а з розділу ІІІ “Методика оптимізації структури програмного забезпечення ІСОД” – лекції на тему “Програмне забезпечення автоматизованих інформаційних систем”.

Дисертаційне дослідження є одноосібно написаною науковою працею, в якій викладено авторський підхід до вирішення наступного наукового завдання – розробка способів удосконалення обчислювального процесу в управлінні підприємством та методів оцінки основних характеристик інформаційного забезпечення процесу управління. В опублікованих працях основні ідеї з досліджуваної теми належать автору, з публікацій, написаних у співавторстві, в дисертації використані лише ті ідеї і положення, що є результатом особистої роботи здобувача.

Апробація результатів дисертації. Теоретичні положення, висновки і практичні рекомендації дисертації були предметом доповідей та обговорення на Першій Всеукраїнській економетричній конференції “Економетричні методи і моделі в економіці: теорія і практика” (м. Львів, 2-4 лютого 1998 р.), на V Міжнародному конгресі українських економістів “Україна в XXI столітті: концепції та моделі економічного розвитку” (м. Львів, 22-26 травня 2000 р.), на Міжнародній наково-практичній конференції “Становлення фінансової системи України та проблеми її стабілізації” (м. Львів, 25-26 листопада 1999 р. ЛДФЕІ), наукових семінарах кафедр інформаційних систем в менеджменті та економічної кібернетики Львівського національного університету, наукових семінарах Львівської комерційної академії, національного університету “Львівська політехніка”, Львівського державного фінансово-економічного інституту.

Публікації. Основні положення дисертаційного дослідження викладено в семи публікаціях загальним обсягом 1,9 друк. арк. З них особисто автору належить 1,8 друк. арк.

Обсяг і структура дисертації. Робота складається із вступу, трьох розділів, висновків, переліку використаної літератури. Повний обсяг роботи – 144 сторінки, у тому числі: 95 сторінок комп’ютерного тексту, 8 додатків. Список літературних джерел містить 132 позицій і займає 13 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертації, визначена мета і задачі, висвітлені наукова новизна, практичне значення і апробація результатів дослідження.

У першому розділі “Аналіз сучасного стану систем інформаційного забезпечення управління виробничим підприємством” висвітлені теоретичні основи проблеми інформатизації прийняття управлінських рішень.

В дисертаційному дослідженні подається особливий погляд на місце інформації в системі сучасного управління виробництвом. Зокрема, підкреслюється, що інформація, інформаційна техніка, програмне забезпечення включаються в склад продуктивних сил як нові, специфічні їх елементи. При цьому інформація – це не тільки предмет і продукт праці, якими вони служать в процесах управління, але й такий же важливий елемент сучасного машинного виробництва як енергія у виробничих процесах.

Аналіз використання автоматизованих інформаційних систем в управлінні показує, що структура і функції інформаційних систем повинні визначатись не формальною логікою підготовки і прийняття рішення і можливостями технічного забезпечення цього процесу, а змістом управлінської праці. Звідси витікає вимога до адаптації всіх систем обробки інформації, присутніх на підприємстві в ході взаємодії з користувачем, а звідси випливає вимога їх інтеграції в єдину інтегровану систему.

Своєчасна і якісна обробка і комплексне використання інформації допомагає підвищувати ефективність управління. Від оперативності і достовірності результатів обробки даних залежить своєчасність і обґрунтованість управлінських рішень. Цього можна досягти лише використовуючи засоби обчислювальної техніки, які здатні об’єднати в інформаційному плані всі функції і ланки системи управління.

Постачання інформацією різних ланок управління підприємством та виробничого процесу вимагає динамічної організації обробки даних при умові, що цінність даних є величиною змінною і може змінюватись як в часі так і в залежності від рангу споживача. Тому при управлінні підприємством необхідно враховувати ці зміни, пам`ятаючи, що отримання управлінських рішень є не що інше як процес переробки даних. Процес перетворення даних і отримання інформації має зміст при умові, що інформація є корисною для споживача. Так як конструювання і прийняття управлінських рішень здійснюється людиною (колективом людей), то і поняття корисності інформації є в певній мірі поняттям відносним і залежить від сприйняття її особами, які приймають рішення(ОПР). В сучасних системах управління все більш тісним стає зв’язок між управляючим обладнанням, ОПР і самим виробничим процесом при одночасному ускладненні як об`єктів управління так і управляючих систем.

Провідною тенденцією розвитку сучасних засобів автоматизованих систем обробки даних різного призначення є ріст супіні їх інтеграції. Ідеальна інформаційна інтеграція виробничого об'єкта означає, що всі області економічної діяльності підприємства пов'язані єдиною інформаційною базою даних.

З точки зору зародження , накопичення, споживання і місць комп`ютерної обробки інформації підприємство можна розділити на три складові:

- економічне управління на базі традиційної автоматизованої системи керування (АСК);

- інженерне забезпечення на базі автоматизованої системи проектування (АСП);

- виробництво на базі автоматизованої системи управління технологічними процесами (АСУТП).

Виділені нами системи інформаційного забезпечення підприємства ідеологічно і інформаційно об`єднані в єдину систему, назвемо комп`ютерно-інтегрованою виробничою системою (КІВС) (рис1.).

Рис.1. Схема комп’ютерно-інтегрованої виробничої системи.

Одним з основних завдань КІВС являється інтеграція даних. Така інтеграція значить повну сумісність між всіма БД і здатність всякої програми в системі оперувати будь-якими даними з усієї системи. Практично суть інтеграції виробничих даних полягає в здатності створювати дані для одного застосування і при певних змінах використовувати їх для іншого застосування. З точки зору технології обробки інформації в КІВС цей процес можна представити у виді ланцюга дій виду "дані-перетворення даних-дані" (Д-П-Д). Визначений таким чином ланцюг дій будемо розглядати як елементарну одиницю обчислювальної нагрузки в обчислювальних системах. ЕОМ в системі автоматизації проектування з`єднує в єдине ціле символьні перетворення, числові розрахунки, інтелектуальну діяльність людини і ефективна лише тоді, коли введена в ЕОМ інформація породжує нову інформацію і при допомозі систем відображення та математичних розрахунків дозволяє одержати оцінки якості результатів. Це означає, що введена одиниця Д-П-Д має цілком конкретний зміст. Виходячи з вищесказаного основну системну задачу, вирішувану в умовах функціонування комп`ютерно-інтегрованого виробництва, можна сформулювати як задачу ефективної реалізації ланцюга Д-П-Д всіма засобами обчислювальної техніки і програмного забезпечення. У більш формалізованому виді задачі, що розв`язується в дисертаційній роботі, можна сформулювати наступним чином: на основі аналізу схем організації обчислювального процесу, результатів моделювання послідовності проходження завдань користувача і одержаних часових оцінок дослідити можливості реалізації програмних продуктів ефективного управління процесом реалізації пакетів функціонально-залежних задач і в окремій ЕОМ, і в мережах, що складені за рахунок їх об’єднання у цілісну інформаційну систему.

Іншими словами, задаючи множину запитів {Z} користувача до обчислювальної системи, маючи множину планів реалізації кожного запиту {P}, необхідно мінімізувати функцію F(P) на множині планів. Функцією F(P) може бути, наприклад, вартісна функція виду, де функція вартості очікування завершення обслуговування і-го запиту з множини не обслужених запитів Z(z1,z2,..., zn) ti – відрізок часу, на протязі якого запит користувача перебуває на обслуговуванні в обчислювальній системі. В зв’язку з цим актуальним стають завдання прогнозування можливих значень цих величин, а значить і побудова спеціалізованих дисциплін обслуговування запитів користувача обчислювальних систем використовуючи апарат теорії ймовірностей та теорії масового обслуговування, що є предметом другого розділу роботи. Взагалі кажучи, виконання запиту Zi в обчислювальній системі відбувається в два етапи: перебування в чергах і власне виконання. Тому сумарний час отримання відповіді на запит користувача є сумою часу перебування в чергах на виконання і часу обслуговування. Позначимо вартість використання системи за одиницю часу через Pi, середній час обслуговування через , час перебування в черзі на обслуговування через Wi для потоку заявок з інтенсивністю (і - клас заявок, наприклад, заявки пріоритету і, (і=1,2,…,n). Тоді середня величина вартісної функції буде рівна

Необхідно знайти такі способи обслуговування заявок класу Zi, які б мінімізували вартісну функцію F(P). Якщо затрати на обслуговування можна мінімізувати за рахунок заміни менш швидкодійної ЕОМ більш швидкодійною чи заміною більш оптимальним програмним забезпеченням, то мінімізація часу перебування запиту Zi здійснюється за рахунок вибору відповідної дисципліни обслуговування і залежить від багатьох факторів, які розглядаються нижче. В нашій постановці мінімізацію часу обслуговування можна здійснити за рахунок оптимізації структури програмного забезпечення, основні положення якого викладені в третьому розділі роботи.

У другому розділі “Розробка методів визначення часових характеристик виконання програм в ІСОД” розглянуті питання аналізу і моделювання оцінок часових характеристик функціонування алгоритмів і програм в комп’ютерно-інтегрованих виробничих системах.

Для дослідження поведінки обчислювальних систем, як систем масового обслуговування, обрано методи, які ґрунтуються на теорії марківських і півмарківських процесів, так як для будь-якого моменту часу t ймовірність перебування системи в якомусь стані в майбутньому залежить лише від стану в даний момент часу і не залежить від того, коли і яким чином процес перейшов в цей стан. В подальшому викладі алгоритм виконання завдання користувача , програми чи комплексу програм будемо розглядати як стохастичний процес з множиною станів (і=1,...,n), де – окремий стан, в якому перебуває система. Графічно марківський процес зручно зображати графом, в якому вершинами є множина станів , а дугами – можливі чи безпосередні переходи між станами.

При інтеграції різних інформаційних систем управління в КІВС часто необхідно вносити зміни в структуру алгоритму організації обробки управлінських запитів, що приводить до нових розрахунків або перерахунків. Коли алгоритми складні і їхні граф-схеми мають велику кількість вершин, то перерахунок займає багато часу і є досить трудомістким. В дисертаційному досліджені запропоновано метод переходу від простіших моделей до складніших з використанням одержаних для простіших оцінок, який дає можливість проводити виміри за складними моделями без повторного перерахунку простих. Одержані аналітичні вирази дають можливість вимірювати параметри алгоритмів організації ОП (наприклад, час функціонування).

Керування розподілом ресурсів обчислювальної системи (ОбС) (часу ЦП, об'ємом запам'ятовуючих пристроїв, каналів зв'язку, пам'яті і т.п.) є центральною проблемою при розробці операційного програмного забезпечення. Тому ефективність роботи ОбС багато в чому залежить від плануючого алгоритму, який організовує обробку прикладного програмного забезпечення. В роботі запропонований алгоритм диспетчеризації ОП з перериваннями, який припускає, що обробка заявок користувачів в ОбС є пріоритетною з перериванням обслуговування і подальшим дообслуговуванням. В роботі обчислено окремі характеристики функціонування запропонованого алгоритму, зокрема визначено час очікування заявки в перерваному стані як складової частини перебування заявки в стані очікування в черзі.

Середній час очікування для заявки k-ого пріоритету в перерваному стані визначиться виразом

де Dk – середній час обслуговування ОбС заявки з k-им пріоритетом;

- другі початкові моменти довжини часу обслуговування заявки;

- математичне сподівання долі використовуваної пропускної здатності ОбС і в класичному розумінні рівна відношенню потрібної від даної системи швидкості обслуговування до пропускної здатності системи. <1;

- частота поступлень заявок пуасонівського потоку.

Основною задачею диспетчеризації обчислювального процесу є такий розподіл робіт в процесі рахунку, який би забезпечував вирішення задачі в допустимий для користувача час. Обслуговування з пріоритетами ставить задачу мінімізації деяких функцій вартості відносно затримки різних вимог. Враховуючи вищевикладене, проблему присвоєння виконуваній роботі (задачі користувача) пріоритету будемо розглядати як деяку вартісну величину, яка присвоюється задачі, що поступає в чергу на обслуговування. Виконання кожної задачі користувача потребує певних затрат і зусиль, за які необхідно внести певну плату.

Кожна з вимог має певну вартість і тому при поступленні її в систему її треба відповідним чином оцінити. Введемо вартісну функцію P(a) виду

де Ca – плата користувача системи за можливістю виконати своє завдання;

а - вартість можливих збитків за одиницю часу, які несе економічна система в цілому із–за того, що чергова вимога може перебувати в черзі на виконання; –

середній час очікування в черзі для вимоги, вартість якої оцінена в Ca

Вищенаведений вираз є сумарною величиною, яка об’єднує як вартість виконання самої вимоги так і величину можливих втрат від затримки часу виконання вимоги. Тому, постановка задачі знаходження величини вартісної функції сформулюємо як задачу оптимізації виду: знайти функцію Ca таку, яка мінімізує середню вартість P(a) при умові обмеження середньої вартості деякою величиною В.

При такій постановці задачі вартість виконання величини користувача стає функцією збитків, які може зазнати виробнича система в цілому від перебування чергової вимоги користувача в черзі не на обслуговування обчислювальною системою. Тому величину функції P(a) будемо інтерпретувати як пріоритет вимоги користувача.

В загальному випадку необхідно вибрати Ca таким, який мінімізує

Інтегрована система обробки інформації передбачає інтенсивний обмін даними між окремими підсистемами. Основним місцем знаходження даних є БД. Накопичення даних у БД є динамічним процесом, тому систему накопичення даних у БД можна інтерпретувати як марківський процес із множиною станів {Si} (i=1,...,n), де Si - поступлення (знищення) чергової порції даних. В реалізації ланцюга “Д-П-Д” базам даних належить особливе місце. На підприємстві з інтегрованою системою обробки даних виникає необхідність створення БД для потреб кожної із систем.

В дисертаційній роботі пропонується підхід, при якому з основної БД та інших джерел вибираються притаманні лише конкретній підсистемі дані і проводиться оцінка як величини створюваних баз даних так і часу доступу до них. Розглянуто кілька конкретних підходів до розв’язку задачі оцінки процесу накопичення даних у БД. Позначимо інтенсивність поступлення порції даних через ?(t). Дані через певний час стають непотрібними й повинні бути виключені з БД. Потік виключень відбувається з інтенсивністю ?(t).

Розглянуто інформаційно-обчислювальну систему, реалізовану у вигляді локальної мережі. В кожному з V вузлів (для КІВС в кожній з автоматизованих систем) можуть виникати потоки запитів користувачів на виконання програм, які звертаються до РБД з функціями читання-запису. Запити користувачів будемо вважати транзакціями. Характер запитів за навігаційними призначеннями можна поділити на два види: запит, який задовольняється у вузлі породження запиту, і запит, виконання якого здійснюється у одному з віддалених вузлів. Пріоритетність запитів визначимо таким чином : запит, виконання якого здійснюється у віддаленому вузлі має вищий пріоритет чим запит, виконання якого здійснюється у вузлі породження. Пріоритетність встановлюється у вузлі породження. В кожному з вузлів запити утворюють черги обох рівнів пріоритетності. Запити вищого рівня передаються до головного довідника РБД, в якому може організовуватись вхідна черга запитів. Головний довідник розподіляє запити на виконання з черги в порядку їх поступлення, визначаючи маршрути подальшої передачі запиту. У вузлі виконання запиту всі запити є одного рівня пріоритетності. Час на виконання запиту користувача складається з часу очікування в чергах і часу обробки у вузлах. Час виконання у вузлах залежить від розміщення файлів у РБД.

Середній час затримки будь-якого запиту в мережі з розподіленою базою даних згідно визначається з виразу:

де - інтенсивність потоку запитів до РБД,

- час знаходження запиту в черзі і-го вузла,

- середня інтенсивність потоків запитів, що обробляються в і-му вузлі. Якщо -середня інтенсивність потоку запитів в і-му вузлі то;.

де Pij – ймовірність того, що з і-го вузла запит перейде на j-й вузол.

Задача оптимізації заключається в такому розміщенні БД в вузлах мережі, при якому середній час затримки в мережі був би мінімальним.

Обраний нами метод дослідження поведінки обчислювальних систем шляхом складання марківських імовірнісних моделей є простим і плідним, бо дозволяє запрограмувати модель і шляхом імітаційного моделювання назбирати репрезентативну статистику . Наприклад, при кількості місць в черзі k=3 при зростанні інтенсивності вхідного потоку і пропускній здатності швидко зростає імовірність відмови на обслуговування. Необхідно або нарощувати пропускну здатність вузла обрахунку або передбачити алгоритм організації ОП такий, який би збільшував кількість місць в черзі на обслуговування. При стаціонарному режимі поступлень вимог на обслуговування () і при збільшенні інтенсивності обслуговування (=10,12,15,20 і більше) ймовірність відмови зменшувалась незначно. При збільшенні числа місць в черзі з двох до чотирьох збільшилось середнє число обслужених вимог і відповідно зменшилось середнє число вимог, що перебувають в черзі. Складена таким чином модель дає можливість вести розрахунки найбільш важливих характеристик обчислювальної системи як системи масового обслуговування методом імітаційного моделювання.

У третьому розділі “Оптимізація структури програмного забезпечення інтегрованих систем обробки даних” вирішуються питання коректності і правильності програмного забезпечення інтегрованих систем управління. Зокрема розглядаються інформаційні зв’язки між різними програмними модулями. Перевірка міжмодульних з’єднань полягає у знаходженні помилок інформаційного неспівпадіння між вхідними даними або виробленими іншими модулями і необхідними.

Інформаційні неспівпадіння міжмодульного набору даних можуть заключатись у тому, що зміст виробленого попереднім модулем даного (або того, що поступає ззовні) не відповідає необхідному даному для роботи наступного модуля, як по структурі, так і по типу змінних. Некоректності інформаційних відповідностей між модулями можуть бути перевірені й знайдені автоматично при введенні описів наборів даних. Під описом набору даних конкретного модуля М розуміється опис вхідних даних - верхнього набору даних (позначимо Nв(M)) і виданих ним результатів - нижнього набору даних (позначимо Nн(M)), можливо одночасно з описом типу й формату даних. Якщо набір модулів забезпечує повноту необхідного обчислювального процесу реалізації ланцюга Д-П-Д, то спираючись на них, як на систему команд, можливо побудувати граф-схему досліджуваної програми таким чином, щоб вершинами графа були окремі модулі, а дугами - зв’язки по набору даних. В загальному випадку граф-схема може мати декілька входів і виходів і на кожному з них, а також на внутрішніх вершинах (модулях) мають бути описані вхідний і вихідний набори даних. Набір даних кожного модуля складається з двох наборів ідентифікаторів, що позначають його верхній і нижній набори даних. Об’єкти, що включаються в набір даних модуля Мі можуть бути:

- ідентифікатори, які позначають вхідні дані й отримують признак класу D;

- ідентифікатори, які позначають вироблені модулем результати, які не використовуються в самому модулі (клас R - результатів) і вироблені, що використовуються в модулі (клас W - результатів).

Введено термін “результат” за їх об’єднанням, тобто

Очевидно, що

Вимога використання принципу ненадлишковості передбачає діагностування не тільки відсутності даних, але і невикористання всіх згенерованих результатів, тобто дозволяє знаходити надлишкові програмні фрагменти.

Розглянуто можливі способи діагностування вищезгаданих помилок. Для цього розіб’ємо граф-схему досліджуваної програми на частини, виділимо окремо лінійні, циклічні і типу гамака фрагменти з метою дослідження коректності інформаційних відповідностей між сусідніми модулями. Ідея методу дослідження коректності міжмодульних інформаційних відповідностей полягає в тому, що з допомогою одержаних аналітичних співвідношень обчислюється об’єднаний набір даних двох або декількох сусідніх модулів. У процесі обчислення виявляються помилки певних класів. Після об’єднання два сусідніх модулі вважаються одним ( об’єднаними в один). З формальної сторони таке об’єднання наборів даних можна розглядати як перехід до більших модулів, що включають уже досліджені як частини. Перехід до збільшених об’єктів здійснюється автоматично.

Верхній набір даних може бути рівний нулю при вводі даних програмними засобами, нижній присутній завжди, тому що кожен модуль будується з метою створення якогось результату ( можливо такого, що використовується в самому модулі).

У верхній набір даних лінійної ділянки входять всі дані першого модуля, а також ті ділянки наступних модулів, які не утворюються вищестоящими модулями цього фрагмента. Для цього ідентифікатор - дане ототожнюється з ідентифікатором верхнього набору даних. Якщо ідентифікатор, що позначає клас R ототожнюється з ідентифікатором, що позначає нижній набір даних модуля, то він переводиться в клас W. Оскільки кожен набір даних включається в склад набору даних операцій об’єднання, то ніякий ідентифікатор не може бути представлений в одному і тому ж наборі даних два і більше разів. Теоретико - множинне трактування операції обчислення об’єднаного набору даних для лінійного фрагменту програми, що складається з n модулів, запишемо у вигляді виразу

де - об’єднаний верхній набір даних лінійної ділянки.

Отриманий набір даних будемо називати об’єднаним. Його можна розглядати як набір даних об’єднаного модуля, еквівалентного по виконуваним функціям пари модулів M1 і M2. Якщо перед модулем M1 є модуль M0, то об’єднання можна продовжити аналогічним чином аж до отримання вхідного набору даних для фрагмента всієї програми. В кінцевому випадку необхідно звірити його з верхнім набором даних, даним в описі. Якщо отриманий результат містить ідентифікатори, що відсутні в описі верхнього набору даних всього фрагмента програми, то діагностується помилка ”Пропуск даних” (наприклад, при вводі). Якщо в даних містяться ідентифікатори, які не використовувались модулями (результат операції віднімання), то діагностується помилка ”Відсутність використання даних”.

Операція над множинами для отримання ідентифікаторів, значення яких створені і не використовуються має вигляд

Ці ідентифікатори видаються в тексті діагностуючого повідомлення як попередження про помилки в алгоритмі.

Для нижнього набору даних визначимо його R- складову яка складається з переліку всіх ідентифікаторів класу R як

Оскільки кожне значення створене на лінійній ділянці може бути використане далі, ідентифікатори цього значення завжди в результуючому наборі даних. Може змінюватись клас, до якого належить цей ідентифікатор (R або W).

Так як жоден ідентифікатор не може зустрічатися в R і W одночасно, то результуючий набір даних для класу W визначимо як

При цьому в склад W-результатів переходять ті результати, які вже використані. Однак такі результати можуть використовуватись повторно, тому їх необхідно накопичувати окремим списком (W-списком).

Розглянуто інші фрагменти структурованих програм. При структурному проектуванні програм лінійні фрагменти з модулів можуть об'єднуватись в фрагменти вищого рівня через їх об’єднання в гілки гамака або циклу. В роботі виведені аналітичні вирази для обрахунків верхніх і нижніх наборів даних цих фрагментів.

Запропоновані схеми дозволяють значно спростити і укрупнити інформаційні відповідності, а при структурованій побудові програм з модулів повністю здійснити контроль інформаційних відповідностей в описаних вище межах.

Підкреслимо ще раз, що даний контроль має характер автоматичного доведення часткової правильності програм (встановлюється факт відсутності помилок певного виду або всі помилки даного виду діагностуються).

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Список опублікованих праць

У фахових виданнях:

1. Поліковська Г.Г. Розв’язок задачі контролю міжмодульних інтерфейсних відповідностей // Економіка України: сучасні проблеми та перспективи розвитку. Зб. наук. статей.- Львів: ЛДУ, 1997. – С. 81-84.

2. Поліковська Г.Г. До питання дослідження шляхів вдосконалення обчислювального процесу // Україна на шляху до ринку. Вісник Львівського університету, сер. екон., вип.28. – Львів, 1998. – С. 182-186.

3. Єлейко В.І., Поліковська Г.Г., Роміх А.В.Математичне забезпечення управління підприємством на основі алгоритму диспетчеризації. // Вісник Львівської комерційної академії. – Серія економічна, випуск 3. – Львів: Коопосвіта, 1998. – С. 177-181.

4. Поліковська Г.Г. Інформатизація управлінських рішень // Соціально-економічні дослідження в перехідний період. Щорічник наукових праць. Вип. Х. Інститут регіональних досліджень НАН України. – Львів, 1999. – С. 227-229.

У інших виданнях:

5. Поліковська Г.Г. Інтегровані інформаційні системи в ринковій економіці // Формування ринкової економіки в Україні. Наук. збірник. Вип. 1. Львівський державний університет ім.. І.Франка; Центр ринкознавства “Інтереко”. – Львів, 1997. – С. 96-98.

6. Поліковська Г.Г. Вдосконалення обчислювального процесу в інтегрованих інформаційних системах економіки // Формування ринкової економіки в Україні. Наук.збірник. Вип.2. Львівський державний університет ім..І.Франка; Центр ринкознавства “Інтереко”. – Львів, 1997. – С. 113-116.

7. Поліковська Г.Г. Інформаційні технології на виробництві // Економетричні методи і моделі в економіці: теорія і практика. Зб. матеріалів першої Всеукраїнської економетричної конференції, 2-4 лютого 1998 року. – Львів, 1998. – С. 110-113.

Анотація

Чмерук Г.Г. Економіко-математичне моделювання інформаційного забезпечення управління підприємством. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук за спеціальністю 08.03.02 - економіко-математичне моделювання. - Львівський національний університет ім. І. Франка, Львів, 2001.

Дисертацію присвячено проблемі удосконалення інформаційного забезпечення управління виробничим підприємством. Розглядаючи інформацію як економічну категорію, показано, що лише інтеграція даних дає можливість найбільш раціонально використовувати сучасні комп’ютерні технології, які дозволять підприємству успішно функціонувати в умовах ринкової економіки. Інформаційне забезпечення всіх ланок управління підприємством та виробничого процесу вимагає динамічної та раціональної організації обробки даних. Інтегровану оцінку організації оброблення даних дають запропоновані моделі та методи організації обчислювального процесу та методи оптимізації структури програмного забезпечення.

Ключові слова: автоматизована інформаційна система, інтеграція, інформаційне забезпечення, ланцюг Маркова, інтенсивність, база даних, ідентифікатор.

Аннотация

Чмерук Г.Г. Экономико-математическое моделирование информационного обеспечения управления предприятием. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата экономических наук за специальностью 08.03.02 - Экономико-математическое моделирование. - Львовский национальный университет им И. Франко, Львов, 2001

Диссертация посвящена проблеме усовершенствования информационного обеспечения промышленного предприятия. Рассматривая информацию как экономическую категорию, показано, что только интеграция данных дает возможность наиболее рационально использовать современные компьютерные технологии, которые позволят предприятию успешно функционировать в условиях рыночной экономики. Информационное обеспечение всех этапов управления предприятием и процессом требует динамической и рациональной организации данных. Интегрированную оценку организации данных дают предложенные модели и методы оптимизации структуры программного обеспечения.

В первом разделе диссертационной работы “Анализ современного состояния систем информационного обеспечения управления производственным предприятием” рассмотрены теоретические подходы к проблеме информатизации принятия управленческих решений. Проведен анализ действующих на некоторых промышленных предприятиях г. Львова автоматизированных систем управления. Для усовершенствования процесса принятия управленческих решений, выделенные системы информационного обеспечения рекомендуется объединять в компьютерно-интегрированную производственную систему. Основную задачу, решаемую в диссертационном исследовании сформулировано следующим образом: на основании анализа схем организации вычислительного процесса, результатов моделирования последовательности прохождений заданий пользователей в сети и полученных временных оценок исследовать возможности реализации пакетов функционально-зависимых задач в компьютерно-интегрированной производственной системе.

Во втором разделе диссертации “Разработка методов определения временных характеристик исполнения программ в ИСОД” рассматриваются вопросы анализа и моделирования оценок временных характеристик функционирования алгоритмов и программ в компьютерно-интегрированных производственных системах. В работе предложено экономико-математическую модель реализации управленческих запросов в интегрированной информационной системе,