Представим структурные компоненты потоков информации в виде вершин
ориентированного графа G=(M,V), дуги которых отражают их связи между собой.
Каждая пара вершин Mi и Mj соединена дугой, направленной от Mi к Mj
только в том случае, если есть переход информации от Mi к Mj.
Используя свойства графов, можно получить ряд важных характеристик исследуемых потоков информации в системе.
Образуем степенные матрицы смежности R, R2,…,RN и суммарную матрицу
[pic]. Анализ матриц позволяет установить следующие свойства потоков.
Порядок компоненты Mj определяется наибольшей длиной пути, соединяющего Mi
с Mj. Он равен степени n матрицы смежности Rn при которой [pic].
Максимальное значение порядка компоненты Mj определяется наибольший путь от
Mi к Mj для всего информационного графа. Исходные данные выделяются при
равенстве нулю суммы элементов j столбца матрицы смежности. При равенстве
нулю суммы элементов i строки выделяются выходные данные. Значения [pic] и
[pic] равны числу компонентов, соответственно входящих в Mj, и числу
результатов, в которые входит Mi. Элемент rij матрицы смежности степени n
равен числу путей длиной n, связывающих Mi и Mj. Элементы rij матрицы Rсум дают полное число всех путей от Mi к Mj без укзания длины пути.
Элементы j столбца не равные нулю матрицы Rсум, не равные нулю, позволяют выявить все компоненты, формирующие Mj на всех путях движения данных. Отличные от нуля элементы i строки указывают на результаты в формировании которых используется элемент Mi.
Используя матрицу смежности R и значение порядка можно определить длительность хранения компонентов, являющихся промежуточными по отношению к выходным.
Алгоритм анализа потоков информации представлен в общем виде в приложении 9. Модифицируя алгоритм, можно получить практически все характеристики по взаимодействию элементов в модели АСУ. Фрагмент реальной модели, иллюстрирующей объем и сложность взаимосвязей элементов системы, приведен в приложении 10. Для наглядности в него включены только отдельные массивы информации, и функциональные задачи. По этой причине на фрагменте выделены некоторые из наиболее существенных связей между элементами по входной и выходной информации.
Информационные графы и соответствующие им матрицы смежности можно использовать для определения объемов информации по задачам, группам задач, подсистемам, системе в целом и по любым другим структурным компонентам графа [7, c. 20 – 22].
Анализ матрицы информационного графа
Как было показано выше объемы данных, вводимые в систему довольно
велики, поэтому эффективная их организация на машинном уровне является
актуальной. Анализ информации для получения исходных данных с целью
построения или реконструкции созданного информационного фонда удобно
проводить на рассмотренной графовой модели в рамках единого алгоритма
анализа. Рекомендуется проанализировать следующие взаимосвязи:
- выявить число задач, в которых используется данный показатель. По этой
информации рассчитывается коэффициент дублирования данных в случае
организации отдельных массивов с исходными данными для каждой задачи;
- рассчитать матрицу совместной встречаемости пар показателей в задачах, элементы которой показывают число задач, в которых соответствующие показатели используются совместно. Такие показатели можно объединить и использовать в общем для них информационном массиве единого информационного фонда;
- определить число и перечень задач, в которых данный показатель встречается совместно с другими показателями, а также число и перечень показателей. Это позволит выявить группы показателей, которые используются только совместно и не используются порознь ни в одной задаче.
Процесс группировки показателей по задачам можно формализовать, вводя в рассмотрение коэффициент связи между группами. Коэффициент связи вычисляют по следующей формуле:
[pic][pic] где: [pic]- число общих показателей для задачи с индексами [pic]и
[pic]; [pic] - число показателей, используемых в задаче с индексом [pic];
[pic] - число показателей, используемых в задаче с индексом [pic].
Группировка показателей заключается в следующем. Рассчитывают и заполняют матрицу связи групп исходных показателей задачи. Выбирают максимальный коэффициент связи и группы соответствующих ему показателей объединяют в единую группу P. Определяют коэффициент связи новой группы со всеми другими группами и объединяют с группой Р группу показателей, у которой коэффициент связи с ней максимален.
Группировкой можно управлять, задавая предельное значение коэффициента связи. Это приводит к изменению коэффициента дублирования показателей.
Окончательный выбор той или иной степени группировки определяют при разработке логической структуры единого информационного фонда системы.
Из изложенного следует, что анализ информационного графа и его информационной матрицы, являющихся моделью информационных потоков в системе, в условиях изменения предметной области, развития и совершенствования АСУ подотрасли позволяет:
- уточнить схему взаимосвязи в отделе автоматизации;
- уточнить схему информационных связей между выделенными в модели элементами;
- выявить первичные и выходные данные;
- определить число разновидностей всех видов информации, их взаимосвязи и степень встречаемости показателей в различных задачах;
- определить перечень задач, решаемых независимо друг от друга по исходной, промежуточной и выходной информации;
- определить перечень задач, решаемых с использованием промежуточных и выходных данных, полученных в результате решения других задач;
- установить степень использования различных видов информации;
- установить последовательность подготовки, ввода и использования в системе различных данных для подготовки выходных документов или решения определенных задач;
- установить последовательность решения задач и их связь и различными данными;
- определить объем информации, циркулирующей в системе [7, c. 22 – 23].
Информационная модель, разрабатываемая в соответствии с принципиальной схемой матричной модели, содержит сведения о документах, маршрутах их движения. Формирования показателей, а также об аппарате, выполняющем функции управления. В связи с этим правильным было бы назвать матричную модель метаинформационной, т.е. моделью, содержащую информацию об информации, необходимой для управления.
Матричная модель позволяет символически выразить технологию подготовки и маршруты движения документов, алгоритмы формирования показателей, а также взаимосвязь между всеми рабочими группами данного подразделения, подразделениями предприятия и внешней средой. Она служит основным, завершающим обследование документом, отражающим в наглядной форме деятельность как любого подразделения (отдела), так и всей системы управления в целом.
Основное назначение матричной модели в том, что она характеризует существующие потоки информации, необходимые для проектирования системы обработки данных. Она должна по возможности содержать все без исключения сведения, отражающие процесс планово-управленческой деятельности и сопровождающий его документооборот.
Принципиальная схема матричной информационной модели
Матричная информационная модель представляет собой шахматную таблицу, которая позволяет в единой форме отразить связи между подразделениями предприятия и процессы выработки новых сведений. Это модель выявленных потоков информации системы или любого его подразделения, выражающая количественно и качественно все их внешние и внутренние характеристики.
Информационная модель состоит из четырех квадрантов и трех вспомогательных разделов. Каждый из квадрантов и разделов имеет свое определенное содержание и назначение см. приложение.
В I квадранте информационной модели отражаются все документы и показатели, которые разрабатываются в обследуемом подразделении. Этот квадрант имеет одинаковое наименование документов и показателей по строкам и столбцам. Он характеризует процессы проведения всех планово-экономических расчетов, разработку показателей и использование их для формирования исходящих документов.
Каждый столбец I квадранта показывает, какие показатели из документации этого подразделения используются для формирования данного показателя, наименование которого записано в столбце. Любая строка I квадранта отражает, сколько раз и для создания каких показателей используются показатели данной строки.
Итоговые результаты I квадранта характеризуют:
- по столбцу — количество разработанных в подразделении показателей, используемых для формирования показателя данного столбца;
- по строке — степень использования данного показателя в формировании других показателей этого документа или в создании показателей каких- либо других документов подразделения.
В I квадранте сведения, необходимые для формирования показателей, отражаются не полностью, так как в этом процессе используются показатели документов других подразделений, которые находятся в III квадранте.
Каждый из блоков, расположенных по основной диагонали I квадранта, отражает формирование показателей данного документа.
Во II квадранте наименование строк совпадает с наименованием строк I квадранта. По столбцам же дается наименование подразделений — потребителей документации данного подразделения. Следовательно, II квадрант отражает выход разработанных в данном подразделении документов и показателей по потребителям. Кроме того, во II квадранте отражается и данное подразделение как хранитель части разрабатываемых им самим документов.
Каждый столбец II квадранта отражает степень заполнения документов, разрабатываемых в подразделении и передаваемых другим. Соответственно строки II квадранта характеризуют распределение показателей из данных документов по подразделениям-потребителям.
Итоговый столбец II квадранта отражает количество показателей, передаваемых данным подразделением всем другим. Итоговая строка характеризует использование показателей или документов данного подразделения во всех других подразделениях.
Наименование столбцов III квадранта совпадает с наименованием столбцов
I квадранта. Содержание строк этого квадранта — входящие документы и
показатели в разрезе подразделений-поставщиков. Столбцы III квадранта —
продолжение соответствующих столбцов I квадранта. Они характеризуют
использование получаемых от других подразделений сведений для формирования
новых показателей или документов. Соответственно строки III квадранта
характеризуют использование поступающих документов и показателей в данном
подразделении.
Итоговый столбец III квадранта характеризует применяемость поступающих показателей, итоговая строка — количество входящих показателей для формирования показателя I квадранта или простую их переписку в новый документ.
