Національний університет "Львівська політехніка"

Піх Ірина Всеволодівна

УДК 655.59+881.3+681.3

СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ

ПАРАМЕТРІВ ВИДАНЬ У ВИДАВНИЧО-ПОЛІГРАФІЧНИХ ПРОЦЕСАХ

01.05.04 – системний аналіз і теорія оптимальних рішень

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Львів – 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Українській академії друкарства Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник

доктор технічних наук, професор Дурняк Богдан Васильович,

ректор Української академії друкарства, завідувач кафедри автоматизації

та комп’ютерних технологій

Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук, професор Драґан Ярослав Петрович,

Національний університет “Львівська політехніка”, професор кафедри

програмного забезпечення автоматизованих систем;

доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України

Лазаренко Едуард Тимофійович, Українська академія друкарства, професор кафедри технології друкованих видань і паковань

Провідна установа

Харківський національний університет радіоелектроніки Міністерства освіти і науки

України, кафедра інженерної та комп’ютерної графіки

Захист відбудеться “03” листопада 2004 р. о 16 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К35.052.14 у Національному університеті "Львівська політехніка" (79013, м. Львів, вул. С.Бандери, 12, ауд. 226 головного корпусу).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету "Львівська політехніка" (79013, м. Львів, вул.Професорська,1)

Автореферат розісланий “01” жовтня 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Батюк А.Є.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Поліграфія, як одна із складових інформаційної інфраструктури, є галуззю найбільш динамічного розвитку. Оцінювання якості видань є важливим чинником сучасного книгодрукування, а саме поняття “якість” охоплює широкий спектр характеристик друкованої продукції, приведення яких до певного рівня забезпечує одержання бажаного результату.

Проблема забезпечення якістю залишається актуальною і на сьогодні до кінця не вирішеною. Складні за елементною базою і відповідною їй структурою книжкові видання, опрацювання яких здійснюється в середовищі ком-п’ютерних видавничих систем (КВС), часто доводяться до належного рівня в автоматизованому режи-мі засобом діалогу користувача з системою, що призводить до суб’єктивного оцінювання результатів верстання. Важливими також є методи про-гностичного оцінювання якості видань з урахуванням сукупного впливу узагальнених критеріїв, таких, як художнє оформлення, фарбовість, шрифтова гама, тип паперу, брошурувально-палітурні роботи та ін.

Розроблені і описані в дисертаційній роботі засоби аналізу параметрів видань у видавничо-поліграфічних процесах та оптимізаційні методи керування якістю друкованої продукції базуються на доробку таких вчених, як Гавенко С.Ф., Драґан Я.П., Дурняк Б.В., Лазаренко Е.Т., Пашуля П.Л. та ін. і направлені на врахування множини вихідних критеріїв, що мають відношення до якості публікацій. Отже встановлення та оцінювання ролі експертних оцінок важливості кожного з них в технологічному процесі випуску видань, системний аналіз якості книжкових видань та оптимізація взаємозв’язків параметрів між собою і їх взаємовпливу на остаточний результат є важливою та актуальною задачею покращення якості друкованої продукції.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науковий напрям дисертаційної роботи безпосередньо пов’язаний з виконанням держбюджетної тематики кафедри прикладної математики та комп’ютерних інформаційних систем Української академії дру-карства, орієнтованої на розроблення та оптимізацію математичних моделей і алгоритмів ком-п’ю-терного опрацювання текстової і графічної інформації; виконанням договору №01-03 “Удосконалення техноло-гічних процесів додрукарського комп’ютерного підготування книж-кових видань” з ВАТ “Український науково-дослідний інститут поліграфічної промисловості імені Тараса Шевченка”; відповідає “Державній програмі розвитку національного книговидання і преси”, в якій “один з найважливіших напрямів розвитку поліграфії включає автоматизацію процесу переробки текстової інформації на базі персональних ЕОМ”.

Особистий внесок здобувача: системний аналіз параметрів книжкових видань та моделювання зв’язків між ними у вигляді графів; розроблення узагальненого технологічного процесу додрукарської підготовки видань; розроблення програмних засобів пошуку мінімального покриваючого графа.

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є системний аналіз параметрів книжкових видань та розроблення методів оптимізації видавничо-поліграфічних процесів шляхом мінімізації кількості взаємозв’язків між вихідними критеріями та визначення ступеня їх взаємовпливу на якість друкованої продукції.

Мета досягається розв’язанням таких задач:

- дослідження технологічних схем підготовки публікацій в середовищі комп’ютерних технологій, в тому числі додрукарських процесів, реалізованих способами Computer-to-Film, Computer-to-Plate, Computer-to-Press; аналітичний огляд стандартів кодування, мов описання даних та спеціальних форматів файлів для тексту і гра-фіки, що використовуються у видавничо-поліграфічних технологіях;

- системний аналіз параметрів текстової інформації шляхом їх стратифікованого подання та описання багаторівневою ієрархічною схемою зв’язків, елементи якої ідентифікують характеристики структурних частин складних книжкових видань;

- обгрунтування необхідності і доцільності удосконалення процесів додрукарської підготовки книжкових видань шляхом оптимізації зв’язків між вихідними параметрами, що ідентифікують текстові та гра-фічні компоненти;

- розроблення способу описання зв’язків між інгредієнтами параметрів видання за допомогою орієнтованих графів та відповідних їм матриць, елементи яких відображають довжини дуг графів і ототожнюють бінарні відношення між значеннями вагових коефіцієнтів пріоритетності дії параметра;

- розроблення блок-схеми алгоритму оптимізації вихідного графа та базової програми реалізації варіантів методу оптимізації зв’язків між параметрами, що сукупно впливають на якість книжкових видань, для різних початкових значень вагових коефіцієнтів пріоритетності і критеріїв оцінювання;

- дослідження процесів передавання потоків даних через видавничі мережі в середовищі компютерних видавничо-поліграфічних технологій та їх апробація.

Об’єкт дослідження – процес додрукарської підготовки книжкових видань засобами компютерних видавничих систем.

Предмет дослідження – параметри книжкових видань (горизонтальний і вертикальний формати, художнє оформлення, фарбовість, шрифтова гама, пробільні елементи, рівень формування тексту і верстання сторінок, насиченість шрифта) та моделі зв’язків між ними.

Методи досліджень. У дисертаційній роботі використано методи системного аналізу і теорії багаторівневих ієрархічних систем – для ідентифікації характеристик структурних частин параметрів книжкових видань; математичного та імітаційного моделювання – для побудови аналітичних виразів оцінки якості видань та обміну даними між видавництвом і друкарнею; оптимізаційні методи теорії графів – для мінімізації кількості зв’язків між параметрами; засоби теорії алгоритмів – для удосконалення процесу верстання.

Експериментальні розрахунки варіантів мінімальних покриваючих шляхів вихідного графа, що відповідають зв’язкам між параметрами ідентифікації сторінок чи критеріями якості видань, проведено за допомогою розробленої на мові Turbo Pascal програми оптимізації на графах.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі теоретичних і практичних досліджень отримано такі нові результати:

- створено узагальнену інформаційно-технологічну модель додрукарської підготовки книжкових видань, в якій враховано такі компоненти: вихідна інформація у вигляді документів або файлів; основні операції та процедури; програмне забезпечення, в тому числі комп’ютерні видавничі системи; технічні засоби і носії даних; результуюча інформація у вигляді документів або файлових форматів;

- розроблено метод оптимізації зв’язків між параметрами ідентифікації сторінок складних книжкових видань на основі задання вагових значень пріоритетності дії параметру та вико-ри-стання засобів теорії графів, який забезпечує прийняття обгрунтованих рішень при сукупному заверстуванні декількох елементів складності на сторінці. Кількість зв’язків між параметрами сторінки в оптимі-зованому графі у порівнянні з їх кількістю у вихідному графі скоро-чується у 2 рази;

- розроблено оптимізаційний метод прогностичного оцінювання якості книжкових видань з врахуванням взаємодії багатьох критеріїв, основними серед яких є: художнє офор-млен-ня;фарбовість (кількість кольорів); шрифтова гама; рівень фор-мування тексту та верстання сторінок; якість друкування (на-сиченість шрифту, трепінг, чіткість очка); зручність читання; тип паперу; брошурувально-палітурні роботи; структурованість видання (поділ на розділи, підрозділи, рубрики). Кількість зв’язків між критеріями, що визначають якість видання, в оптимізованому графі у порівнянні з їх кількістю у вихідному графі скорочується більш, ніж у 3 рази;

- модифіковано математичні моделі процесів обміну даними між видавництвом і друкарнею, які визначають обсяги інформаційних потоків та швидкість її передавання видавничими мережами.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що:

- розроблений узагальнений технологічний процес додрукарської підготовки книжкових видань може бути застосований при плануванні та випуску друкованої продукції довільної складності з використанням різних технологічних схем, удосконаленого обладнання та режимів опрацювання інформаційних потоків;

- вдосконалено алгоритм та відповідний йому автоматизований спосіб верстання сторінок складних книжкових видань в середовищі комп’ютерних видавничих систем, що дозволяє приймати обгрунтовані рішення під час накладання вимог при взаємному розміщенні довільних елементів складності;

- розроблено програму розрахунку варіантів реалізації методу параметричного прогнозування якості книжкових видань в залежності від вибраних критеріїв та їх вагових значень з використанням алгоритму оптимізації на графах для різних початкових значень вагових коефіцієнтів, що проілюстровано таблицею, за допомогою якої вибирається оптимальний шлях та відповідні йому ступені впливу критеріїв на якість видання;

- виведено вирази для визначення обсягів інформаційних потоків та швидкості одержання кодів текстової і графічної інформації та параметрів книжкових видань фото- чи лазерною вивідною секцією, а також максимальної швидкості передавання в каналі без перешкод і з перешкодами, які служать для практичного розрахунку параметрів комунікаційних видавничих мереж.

Результати дисертаційної роботи впроваджено на Львівській книжковій фабриці “Атлас”, а також у навчальний процес Української академії друкарства під час викладання дисциплін “Комп’ютерні видавничі технології”, “Інформатика і комп’ютерна техніка”, “Інформаційні системи і технології на підприємствах”, що підтверджено відповідними документами.

Особистий внесок здобувача. Основні результати теоретичних та експериментальних досліджень, які містяться в дисертації, отримані автором особисто. У роботах, написаних у співавторстві, здобувачеві належать: [4,5,6] – схеми моделювання, супроводження та використання систем комп’ю-терної підготовки видань; [7,13] – аналіз проходження текстової інформації; [8] – встановлення та аналіз зв’язків між компонентами даних і процедурами їх опрацювання; [9] – математичні моделі обсягів та швидкості передавання текстової інформації; [10,12,14] – визначення вагових коефіцієнтів параметрів сторінок та критеріїв складності видань, побудова графів та програм їх оптимізації; [11] – аналіз форматів даних процесів поліграфічного виробництва.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації доповідались та обговорювались на: міжнародних науково-практичних конференціях “Квалілогія книги” (Львів, 1998, 2000, 2002, 2003); міжнародній конференції “Комп’ютерні технології друкарства” (Львів, 1996, 1998, 2000,); міжнародній конференції “Інформаційні технології друкарства” (Львів, 2002); звітних науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу, наукових працівників і аспірантів Української академії друкарства (1998 - 2003).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 14 статей у фахових збірниках: ”Наукові записки УАД” (2000, 2002, 2003), “Поліграфія і видавнича справа”(1997), “Комп’ю-терні технології друкарства” (1996, 2000, 2001, 2002), “Квалілогія книги” (1998, 2002, 2003).

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел із 116 найменувань, додатків. Матеріал викладено на 162 сторінках друкованого тексту, який вміщує 19 рисунків, 3 таблиці, додатки на 12 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі дослідження, висвітлено наукову новизну, практичне значення та впровадження результатів роботи. Наведено дані про апробацію одержаних результатів, публікації, структуру та обсяг дисертації.

У першому розділі наведено огляд технологічнх схем підготовки публікацій в середовищі комп’ютерних технологій, розглянуто додрукарські про-цеси та сучасні схеми, реалізовані способами Computer-to-Film, Computer-to-Plate, Computer-to-Press. На основі аналізу процесів комп’ютерного опра-цю-вання та схем випуску поліграфічної продукції розроблено узагальнений технологічний процес додрукарської підготовки книжкових видань. Окремо виді-лено виведення зображень, так званий робочий потік Delta Technology, в основі якого робота з файлами і форматами, генерування даних PDF для майбутнього друкування. Завершується технологічний процес нормалізацією вихідного файла у PDF-формат, кольоропробами, розкладкою сторінок та експонуванням на фотоплівку або офсетну пластину.

З розвитком та широким використанням комп’ютерних видав-ничих систем виникла проблема сумісності даних у файлах, створених за допомогою різних систем та комп’ютерів. Імпортування даних з однієї системи в іншу можливе при наявності певних узгодженостей, які досягаються розробленням і використанням універсальних мов описання даних та створення спеціальних форматів файлів для тексту та графіки.

Затвердження нових стандартів вимагає розроблення та вдосконалення підходів до задання та оптимізації параметрів для всіх ланок технологічного процесу підготовки та випуску друкованої продукції. Наявність файлових форматів даних, які забезпечують максимальну автоматизацію технології підготування та випуску видань не вирішує до кінця про--блеми аналізу та вибору вихідних значень параметрів, що задають структуру оригінал-макету майбутніх видань, стилі їх оформлення та смислового наповнення. Не розв’язані задачі: системотехнічного аналізу та структурування параметрів видань та їх складових(ін-гредієнтів); розроблення метамови формалізованого описання параметрів; оптимізації взаємозв’язків між ними та визначення вагових коефіцієнтів, що визначають вплив певних параметрів на процес формування видання; визначення оптимальних зв’язків між параметрами, що визначають якість друкованої продукції; опису процесів обміну інформацією між видавництвом та друкарнею, а також між комп’ютерними видавничими системами за допомогою каналів зв’язку. Все це обумовило актуальність, мету та задачі дисертаційної роботи.

У другому розділі викладено результати системного аналізу параметрів книжкових видань з використанням засобів теорії ієрархічних багаторівневих систем. Проведено порівняльний аналіз характеристик основних вихідних параметрів, вживаних у класичних процесах додрукарської підготовки книжкових видань, та відповідних їм аналогів в комп’ю-терній технології. Відзначено особливості задання інгредієнтів форматів даних в комп’ютерних видавничих системах.

При дослідженні задач, пов'язаних з проектуванням даних та їх складових для комп’ютерних видавничих систем, використано поняття і засоби, що стосуються загальної теорії систем, зокрема одного з її напрямів – теорії ієрархічних багаторівневих систем. Звичайно, в таких системах параме-три та вхідні дані можуть приймати різні значення, що приво-дить до зміни стану елементів. В свою чергу це спричиняє зміну зв'язків між ними, і, отже, загального стану системи. Межі зміни параметрів та вихідних даних заздалегідь обумовлюються.

Основним компонентом комп’ютерних техно-логій додру-карського підготування видань є текст, який можна розглядати як сукупність структурно-семантичних елементів, кожний з яких займає певний рі-вень. У зв’язку з цим текстові процесори КВС харак-тери-зу-ють-ся ієрархічною структурою даних, в тому числі параметрів їх ідентифікації, і логікою зв'яз-ків між ними; як наслідок цього – багаторівневою архітектурою програмного забезпе-чення. Ієрархічний спосіб прийняття рішення в складній системі полягає в аналізі проблеми шляхом декомпозиції, в результаті визначається сукупність підпро-блем, які розв'я-зуються послідовно таким чином, що результат, одержаний на виході однієї підпроблеми одночасно є входом для вирішення наступної.

Об'єктами опрацювання видання є текст, формули, таблиці, рисунки, ілюстрації, графічні елементи. Абстрагуючись від змісту тексту, враховуються тільки числові характеристики елементів видання, параметри їх формування і стани інформації на різних етапах опрацювання. Одночасно з параметричними даними формуються інформаційні масиви, генеруються команди, необхідні для приймання опрацьованої інформації фотовивідною секцією.

Для системно-аналітичного розгляду введено поняття  рівня структурної ідентифікації параметрів видання,  в ролі якого виступає логічно і структурно завершена частина параметрів таких рівнів: символа, слова, рядка, формули, таблиці, рисунка чи ілюстрації, абзаца, сторінки, розділу. Очевидно, як це показано на рис. 1, між ними існує ієрархічна залежність і взаємозв'язок як за структурою, так і за змістом, що відображено за допомогою страт. Послідовно описуючи способи перетворення і стани параметричних ієрархічних структур на окремих стратах, приходимо до розуміння та обгрун-тованого представлення структури системи алгоритмів КВС. Має місце взаємно-однозначне відображення інформаційних і програмних рівнів. Багаторівнева ієрархічна структура програмного забезпечення КВС випливає з такої ж структури об'єкту перетворення – різнорідних фрагментів текстової інформації та параметрів, що визначають їх структуру, вигляд та взаємне розміщення.

Рис. 1. Схема зв’язків між параметрами структурних

частин книжкових видань.

Розвитком такого опису служить формалізоване подання параметрів визначених вище рівнів з використанням засобів нормальної нотації Бекуса, спосіб задання яких використовує текстовий редактор Word.

<параметри символа>::= <шрифт> <регістр> <ширина>

<шрифт>::= <гарнітура> <кегель> <накреслення>

<регістр>::= <верхній> <нижній>

<ширина>::= <нормальний> <вузький> <широкий> <…>

<гарнітура>::= <Times New Roman> <Arial> <…>

<накреслення>::= <звичайне> <курсивне> <…>

<параметри слова>::= <параметри символа> <трекінг> <кернінг>

<трекінг>::= <міжсимвольний проміжок>

<кернінг>::= <проміжок між парами літер>

<параметри рядка>::= <параметри слова> <поля> <відступ> <абзац>

<спосіб форматування>

<поля>::= <ліве> <праве>

<відступ>::= <зліва> <справа> <перед> <після>

<абзац>::= <відступ першого рядка> <виступ першого рядка> <точне значення>

<спосіб форматування>::= <по лівому краю><по центру>

<по правому краю> <по ширині>

<параметри сторінки>::= <параметри рядка> <поля> <розмір паперу>

<положення переплетення>

<поля>::= <верхнє> <нижнє> <ліве> <праве> <від краю до колонтитула>

<розмір паперу>::= <ширина> <висота> <орієнтація>

<орієнтація>::= <книжкова> <альбомна>

<положення переплетення>::= <зліва> <зверху>

Як видно з наведеного системно-аналітичного опису, що має строгу ієрархічну структуру, підмножина параметрів кожного наступного рівня є об’єднанням підмножини параметрів саме цього рівня та підмножини параметрів попереднього (нижчого) рівня стратифікації. Звідси слідує, що множина інгредієнтів параметрів видання з врахуванням позначень підмножин параметрів, заданих на рис. 1, описується наступним співвідношенням:

. (1)

У третьому розділі описано розроблені методи оптимізації параметрів видань у технологіях виготовлення друкованої продукції.

В дослідженні застосовано комплексний інформаційний підхід, який враховує інтегральну дію різнорідних факторів на якість друкованої продукції та їх взаємовплив в залежності від заданої ваги кожного з них зокрема.

При цьому важливими є методи попереднього визначення сукупного впливу на якість публікацій багатьох критеріїв на різних етапах випуску видань, тобто прогнозування інтегрального показника якості на основі експертних оцінок вагових значень критеріїв та оптимізації кількості зв’язків між ними.

Системний аналіз процесу макетування книжкової сторінки базується на тому, що інгредієнти параметрів, що описують майбутню текстову сторінку, утворюють множину . Майже всі елементи такої множини певним чином взаємопов’язані і ці зв’язки задані множиною бінар-них відношень .З множини вибрано деяку підмножину основних інгред-і-єн-тів

Рис. 2. Граф зв’язків між інгредієнтами параметрів сторінки.

, в якій: – горизонтальний формат сторінки; – зона форматування рядка; – вертикальний формат сторінки; – шрифт (гарнітура, кегель, накреслення); – проміжки між словами; – пробіли між словами; – проміжки між рядками; – абзацний відступ. Взаємозв’язки між інгредієнтами сторінки описано у вигляді графа (рис.2), вершинами якого є елементи множини , а дугами — з’єднані пари вершин . Значення дуг визначено наступними способами: , якщо ; , якщо ; в інших випадках.

Сукупна множина значень дуг графа записується у вигляді квадратної матриці. Значенням дуг для неіснуючих зв’язків, а також дуг, які замикаються на одній вершині (імітують петлі, що відображаються діагональними елементами матриці), згідно з алгоритмом привласнюється велике число.

Одна із задач оптимізації на графах полягаає в знаходженні міні-маль-ного покриваючого дерева, в якому сума довжин дуг між довільними вершинами мінімальна. Стосовно розв’язуваної задачі такий граф названий деревом мінімальних покриваючих шляхів (рис. 3). Для пошуку мінімальної кількості зв’язків між інгредієнтами параметрів сторінки використано алгоритм Дейкстри, який передбачає знаходження мінімального шляху до -ї вершини, що є продовженням мінімального шляху до -ї вершини. На кожному кроці відмічають вершину і дугу , для якої -шлях мінімальний.

Рис. З. Мінімальний покриваючий шлях вихідного графа.

Наступною розв’язаною задачею є прогностична оцінка якості книжкових видань з врахуванням багатьох факторів (критеріїв), що забезпечують якість друкованої продукції. Важливим при цьому є одержання мінімальної кількості зв’язків між ними, достатньої для адекватної оцінки якості видання.

Сукупність критеріїв, що впливають на якість видання, становить множину . Серед них вибрано підмно-жи-ну найбільш суттєвих критеріїв, в яку внесено такі елементи: художнє оформлення (художня та інфомаційна виразність, раціональність форми, композиційна цілісність); фарбовість (кількість кольорів); шрифтова гама; рівень формування тексту та верстання сторінок; насиченість шрифту, трепінг, чіткість очка; зручність читання; тип паперу; брошурувально-палітурні роботи; структурованість видання (поділ на розділи, підрозділи, рубрики); вид публікації. Кожному із критеріїв присвоєно деяку вагу із множини , відносне значення якої вказує на важливість його впливу на якість видання.

Підмножину критеріїв та можливі взаємозв’язки між ними подано у вигляді графа (рис. 4). У вершинах графа розміщено елементи підмножини , ребра будуть з’єднувати суміжні пари вершин ().

Бінарні зв’язки між вершинами графа позначено через , тоді ребра, що з’єднують вершини та мають значення , величину якого визначено як середнє арифметичне значень суміжних вершин, тобто .

Рис. 4. Зв’язки між критеріями для модифікованого

орієнтованого графа.

Задача оптимізації процесу оцінювання якості видання полягає у знаходженні мінімально достатньої кількості зв’язків між вибраними критеріями при заданих значеннях їх ваг для забезпечення об’єктивної оцінки тих критеріїв (параметрів) та взаємоз’язків між ними, які суттєво впливають на якість видання. Важливою при цьому є програмна реалізація задачі, яка уможливлює вибір варіантів через присвоєння критеріям різних вагових значень. В результаті одер-жується так званий мінімальний покриваючий шлях, аналогічно до міні-мального покриваючого дерева для подібних загальних задач опти-мізації з використанням орієнтованих графів .

Для розв’язання задачі використано алгоритм Дейкстри. Для його реалізації неорієнтований вихідний граф перетворено в орієнтований. Крім цього, введено додаткову вершину , мінімальний шлях до якої відомий, та – мінімальний шлях до якої повинен бути визначений. Прийнято, що вершина зв’язана з вершинами та , відповідно з вершинами та . Ця умова може бути змінена, тобто додаткові вершини можуть мати зв’язки, встановлені з довільними парами вершин вихідного графа. Модифікований граф, тобто перетворений на орієнтований та доповнений додатковими вершинами служить основою для здійснення подальших перетворень .

Кожний етап алгоритму містить деяку кількість кроків і завершується відмічанням ребра і вершини , шлях до якої мінімальний. Під час пошуку мінімальних шляхів відмічають всі вершини графа (рис. 5).

Рис. 5. Мінімальний покриваючий шлях взаємозв’язків

між критеріями якості книжкових видань.

Результуючий граф мінімального покриваючого шляху з’єднує вершину з вершиною і проходить через всі вершини початкового графа з таким порядком слідування вершин, які визначені в результаті послідовної реалізації всіх етапів алгоритму: r–7–1–2–8–10–5–6–9–3–4–s.

У четвертому розділі викладено результати дослідження проходження інформації мережевими каналами, здійснено розрахунок швидкості проходження даних, пропускну здатність інформаційного каналу з перешкодами та без перешкод, що дозволяє оперативно керувати технологічним процесом випуску друкованої продукції. Запропоновано спосіб організації масивів текстової інформації, які відображають процес підготування видання на всіх етапах його проходження у видавничій системі.

Аналіз можливостей мережевих технологій сучасних видавництв показує їх переваги, які забезпечують: колективну роботу над виданнями; спільне користування периферійними засобами; рекламування власної організації та її продукції; ефективну взаємодію між видавничими організаціями, друкарнями, рекламними компаніями; проведення маркетингових досліджень. Здійснено класифікацію видавничих мереж за суттю інформаційних потоків, технологічними особливостями, типами каналів зв’язку, те-риторіальним принципом, що уможливлює їх вибір для даного технологічного процесу.

Сукупність числових параметрів видання, що містить множину дис-кретних символів, можна визначити як перетин підмножин параметрів визначених рівнів стратифікації, основними серед яких є розділ, абзац, сторінка, рядок, слово, символ. Кожний символ вихідної множини параметрів може бути одночасною складовою підмножин або сукупності сигналів, в якій послідовність вважається одним сигналом, число станів якого із ймовірністю виникнення -го стану сигналу, рівного . Остаточно ентропія множини параметрів максимально складного за структурою та елементною базою видання визначиться наступним чином:

(2)

Процес передавання числової моделі видання видавничими мережами оцінюється з точки зору відмінності вхідних повідомлень від прийнятих споживачем, тобто виявляється міра спотворення даних у зв'язку з перешкодами в лініях передавання. Після проведення відповідних розрахунків при передаванні і прий-манні саме кодів текстових фрагментів, числових значень елементів графіки та параметрів видань сумісна ентропія визначиться із співідношення:

, (3)

де – ймовірність сумісної появи кодів значень та .

У каналі з перешкодами кількість результуючої інформації визначається як різниця ентропії вихідного сигналу і умовної ентропії, тобто

, (4)

що свідчить про наявність так званої ентропії шуму. Вираз характеризує ступінь втрати частини параметричної інформації в каналі.

Інформаційну міру ідентичності чи неідентичності об’єктів, запропоновано обчислювати за формулами:

та .

Беручи до уваги, що для повністю визначеного об’єкту умовна ентропія та з врахуванням (4), одержимо умову наявності повної інформації про об’єкт: . Це приводить до наступних значень мір ідентичності та неідентичності об’єктів: . Зрозуміло, що справедливе також обернене твердження, а саме: якщо міра ідентчності , то вихідний об’єкт вважається повністю визначеним.

В роботі розроблено спосіб організації масивів текстової інформації, які відобра-жають процес підготовки видання, що полягає у динамічному перетворенні, зберіганні та передаванні вмісту головного файлу видання до виведення його на носій для одержання друкарських форм, архівування та майбутнього перевидання.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі розв’язана наукова задача оптимізації на основі результатів системного аналізу параметрів видань у комп’ютерних інформаційних технологіях видавничо-поліграфічних процесів, що дозволяє скоротити терміни випуску та покращити якість друкованої продукції.

Одержано наступні основні результати.

1. На основі аналізу процесів комп’ютерного опрацювання та схем випуску поліграфічної продукції розроблено інформаційно-технологічну модель додрукарської підготовки книжкових видань та узагальнений технологічний процес, в якому взаємодіють такі компоненти: вихідна інформація у вигляді документів або файлів; основні операції та процедури; програмне забезпечення, в тому числі комп’ютерні видавничі системи; технічні засоби і носії даних; результуюча інформація у вигляді документів або файлових форматів.

2. Розкрито суть системотехнічної концепції в аналізі інгредієнтів параметрів книжкових видань, яка полягає у їх попередній стратифікації та поданні вихідних параметрів у вигляді багаторівневої ієрархічної структури. Запропоновано спосіб розв’язання загальної задачі системного аналізу та опрацювання параметрів видання шляхом її розділення на локальні підзадачі, розроблено математичні моделі відповідних рівнів, реалізація яких приводить до одержання кінцевого результату.

3. Побудовано узагальнену багаторівневу схему зв’язків між параметрами, що ідентифікують структурні частини складних книжкових видань, коли взаємодія між рівнями в схемі здійснюється по вертикалі і забезпечує строгий контроль виконання функцій за рахунок наявності прямого і зворотнього зв’язків.

4. Розроблено метод оптимізації зв’язків між параметрами ідентифікації сторінок складних книжкових видань на основі задання вагових значень пріоритетності дії параметру та вико-ри-стання засобів теорії графів, який дозволяє прийняти обгрунтовані рішення при сукупному заверстуванні декількох елементів складності на сторінці. Кількість зв’язків між параметрами сторінки в оптимізованому графі порівняно з їх кількістю у вихідному графі скорочується у 2 рази.

5. Розроблено оптимізаційний метод та розв’язано задачу параметричного прогнозування якості книжкових видань, яка залежить від вибраних критеріїв, основними серед яких вважаються: художнє оформлення;фарбовість; шрифтова гама; рівень формування тексту та верстання сторінок; якість друкування; зручність читання; тип паперу; брошурувально-палітурні роботи; структурованість видання (поділ на розділи, підрозділи, рубрики). Кількість зв’язків між критеріями якості в оптимізованому графі у порівнянні з їх кількістю у вихідному графі скорочується більш, ніж у 3 рази.

6. Виконано аналіз стану та можливостей мережевих технологій сучасних видавництв – основної складової комп’ютерних інформаційних технологій видавничо-поліграфічних процесів та засобу обміну потоками даних. Здійснено класифікацію видавничих мереж за суттю інформаційних потоків, технологічними особливостями, типами каналів звязку, територіальним принципом. Описано переваги колективного редагування публікацій в мережі.

7. Удосконалено математичні моделі процесів обміну даними між видавництвом і друкарнею, які виражають часткову кількість інформації при передаванні одного знаку та визначають обсяги інформаційних потоків при неповній достовірності їх передавання видавничими мережами. Наведено формули для визначення швидкості одержання кодів параметрів видань фото- чи лазерною вивідною секцією та максимальної швидкості передавання інформаційних потоків в каналі без перешкод і з перешкодами. Встановлено, що пропускна здатність каналу з перешкодами визначається максимальною кіль-кістю текстової інформації, отриманої при неповній достовірності за фіксо-ваний інтервал часу.

8. Запропоновано функціональну схему руху пото-ків да-них, використання якої сумісно з узагальненим технологічним процесом додрукарської підготовки книжкових видань дозволить організувати власну технологію підготовки та випуску книжкових видань з використанням компютерних видавничих систем.

9. Результати дисертаційних досліджень впроваджено на Львівській книжковій фабриці “Атлас” для прогнозування якості друкованої продукції та в навчальний процес Української академії друкарства, що підтверджує відповідний акт.

Основні положення дисертації викладені у роботах:

1. Піх І.В. Мережеві технології та бази даних у сучасному видавництві //Комп’ютерні технології друкарства. Зб. наук. праць. Львів: УАД. 2002.– Вип.9. – С. 197-207.

2. Піх І.В. Системотехнічна концепція в аналізі інградієнтів форматів даних книжкових видань // Наукові записки.– Львів: УАД, 2003.– Вип.6. – С. 89–93.

3. Піх І.В. Параметричне прогнозування якості друкованої продукції //Квалілогія книги. Зб. наук. праць. Львів: УАД, 2003.– Вип.6. – С. 200-213.

4. Сеньківський В.М., Піх І.В. Супроводження систем комп’ютерного підготування видань // Міжнародна конференція “Комп’ютерні технології друкарства: алгоритми, сигнали, системи”. Комп’ютерні технології друкарства. Зб.наук.праць.– Львів.: УАД, 1996. – С. 32-33.

5. Сеньківський В.М., Піх І.В. Технологія моделювання систем ком-п’ютерної підготовки видань // Поліграфія і видавнича справа.–Львів: УАД. 1997. Вип. 33. – С. 13-16.

6. Сеньківський В.М., Піх І.В., Ріпецький Р.Й. До проблеми вико-ристання комп’ютерних технологій підготування видань // Квалілогія книги. Зб. наук. праць.– Львів: УАД, 1998. – С. 28-29.

7. Піх І.В., Сеньківський В.М., Ріпецький Р.Й. Методи проек-тування даних для систем комп’ютерної підготовки видань // Наукові записки.– Львів: УАД, 2000. Вип. 2. – С. 70-74.

8. Сеньківський В.М., Андріїв І.В., Піх І.В., Бучок Г.М. Модульне структурування програмного забезпечення систем комп’ютерної підготовки видань // Комп’ютерні технології друкарства. Зб.наук. праць. Львів: УАД, 2000.– Вип.4. – С. 146-154.

9. Сеньківський В.М., Піх І.В., Андріїв І.В. Особливості передачі текстової інформації каналами зв’язку // Комп’ютерні технології друкарства. Зб. наук. праць. Львів: УАД, 2001. Вип.№6. – С. 299-306.

10. Андріїв І.В., Піх І.В., Сеньківський В.М. Критерії оцінки складності книжкових видань в умовах комп’ютерних технологій // Наукові записки. – Львів: УАД, 2002.– Вип. 5. – С. 71-75.

11. Шаблій І.В. Піх І.В. Стандартизація параметрів даних процесів поліграфічного виробництва // Квалілогія книги. Зб. наук. праць. Львів: УАД, 2002.– Вип. 4. – С. 158-160.

12. Піх І.В., Андріїв І.В., Шаблій І.В. Оптимїзація зв’язків між інградієнтами форматів даних для шпальт книжкових видань // Квалілогія книги. Зб. наук. праць. Львів: УАД, 2002.– Вип.5.– С.176-184.

13. Андріїв І.В., Піх І.В. Випробування програмного забезпечення компютерних видавничих систем // Комп’ютерні технології друкарства. Зб. наук. праць. Львів: УАД, 2002. Вип.№7.–С. 226-234.

14. Андріїв І.В., Піх І.В., Сеньківський В.М. Оптимізація процесу верстання сторінок книжкових видань з використанням графів // Наукові записки.– Львів: УАД, 2003.– Вип.6.– С. 79–84.

АНОТАЦІЇ

Піх І.В. Системний аналіз та оптимізація параметрів видань у видавничо-поліграфічних процесах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.04 – системний аналіз і теорія оптимальних рішень. Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2004.

Дисертаційна робота присвячена розробленню методів покращення якості друкованої продукції та удосконалення технологічного процесу підготовки та випуску видань.

Розроблено узагальнений технологічний процес та інформаційно-техно-логічну модель додрукарської підготовки книжкових видань. Запропоновано спосіб розв’язання загальної задачі системного аналізу та опрацювання параметрів видання шляхом її розділення на локальні підзадачі, кожна з яких відповідає множині параметрів даного рівня стратифікації. Побудовано узагальнену багаторівневу схему зв’язків між параметрами, що ідентифікують структурні частини складних книжкових видань. Розроблено метод оптимізації зв’язків між параметрами ідентифікації сторінок складних книжкових видань на основі задання вагових значень пріоритетності дії параметру та вико-ри-стання засобів теорії графів. Розв’язано задачу параметричного прогнозування якості книжкових видань з врахуванням багатьох факторів, взаємодія яких залежить від вибраних критеріїв та їх вагових значень, з використанням алгоритму оптимізації на графах. Розроблено програму розрахунку варіантів реалізації методу прогностичного керування якістю видань для різних початкових значень вагових коефіцієнтів. Удосконалено математичні моделі процесів обміну даними між видавництвом і друкарнею, які використовують часткову кількість інформації при передаванні одного знаку та визначають обсяги інформаційних потоків при неповній достовірності їх передавання видавничими мережами. Запропоновано спосіб організації масивів текстової інформації та розроблено функціональну схему руху потоків даних.

Ключові слова: комп’ютерна видавнича система, параметри видань, багаторівнева схема зв’язків, оптимізація на графах, критерії якості, кількість інформації, потоки масивів даних.

Пих И.В. Системный анализ и оптимизация параметров изданий в издательско-полиграфических процессах. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.05.04 – системный анализ и теория оптимальных решений. Национальный университет “Львовская политехника”, Львов, 2004. Диссертационная работа посвящена разработке методов улучшения качества печатной продукции и усовершенствованию технологического процесса подготовки и выпуска изданий.

Разработаны обобщенный технологический процесс и информационно-технологическая модель допечатной подготовки книжных изданий. Предложен способ решения общей задачи системного анализа и обработки параметров издания путем ее разделения на локальные подзадачи, каждая из которых соответствует множеству параметров даного уровня стратификации. Построена обобщенная многоуровневая схема связей между параметрами, которые идентифицируют структурные части сложных книжных изданий. Разработан метод оптимизации связей между параметрами идентификации страниц сложных книжных изданий на основе задания весовых значений приоритетности действия параметра и использования средств теории графов. Решена задача параметрического прогнозирования качества книжных изданий с учетом многих факторов, взаимодействие которых зависит от выбранных критериев и их весовых значений, с использованием алгоритма оптимизации на графах. Разработана программа расчета вариантов реализации метода прогностического управления качеством изданий для разных начальных значений весовых коэффициентов. Усовершенствованы математические модели процессов обмена данными между издательством и типографией, которые используют частичное количество информации при передаче одного знака и определяют объемы информационных потоков при неполной достоверности их передачи издательскими сетями. Предложен способ организации массивов текстовой информации, разработана функциональная схема движения потоков данных.

Ключевые слова: компьютерная издательская система, параметры изданий, многоуровневая схема связей, оптимизация на графах, критерии качества, количество информации, потоки массивов данных.

Pikh I.V. The systems analysis and optimization of parameters of issuings in publishing-polygraphic processes. - Manuscript.

Thesis on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 01.05.04 - systems analysis and theory of optimal solutions.. National university "Lvivska Polytechnica ", Lviv, 2004.

The dissertation the operation is devoted to development of methods of improvement of quality of printed production and refinement of the technological process of preparation and release of issuings.

In operation the browse of the technological circuits of preparation of the publications with usage of computer publishing technologies is carried out. Considered beforeprinted processes, realized by ways Computer-to-Film, Computer-to-Plate, Computer-to-Press.

Are developed the generalized technological process and informational - technological model beforeprinted of preparation of book issuings, in which the following components cooperate: the initial information as documents or files; main operations and procedures; program support; means and storage media; the resulting information.

The way of solution of the common task of the systems analysis and processing of parameters of issuing is offered by her sharings on local subtasks, each of which corresponds to set of parameters given of a level of stratification. The generalized multilevel circuit of links between parameters is constructed which identify structural parts of complex book issuings: the character, word, string, paragraph, page, section.

The method of optimization of links between parameters of identification of pages of complex book issuings is developed on the basis of the definition of weight values mportances of operation of the parameter and usage of resources of graph theory. The range of arcs of the graph represented as a square matrix, which diagonal units imitate arcs - closed loop. The search of minimum covering path between components of page setups is carried out with usage of algorithm Daikstras and program, developed for his implementation. In result it is not necessary to parse and to estimate those links between components of page, which essentially do not influence the process of the automized imposition in dialog mode.

The task of parametric prediction of quality of book issuings is decided in view of many factors, which interaction depends on selected criteria and their weight values, with usage of algorithm of optimization on the graphs. To the most essential criteria the following are referred: decorating of issuing; a colour and font gamma; a level of creation of the text and imposition of pages; saturation of the font, overlapping of colours, clearness prints; convenience of reading; the type of a paper; binding of operation; structuredness of issuing; sort of the publication. Is developed the program of account of variants of implementation of a method expected of quality management of issuings for different initial values of weight coefficients obtained as a result of the analysis and processing of expert estimations. In result the minimum covering path - optimal graph of links between selected criteria is obtained. Operating different values of weight coefficients and comparing the among themselves obtained variants of minimum covering paths of the initial graph, determined a measure of effect of the defined factor on quality of printed production.

The analysis of a state and possibilities of network technologies of modern publishing houses - main component of computer information technologies of publishing -polygraphic processes and resource of data exchange is fulfilled. The advantages of publishing networks are marked which provide: collective operation above issuings; common usage