3. Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться с методикой синтеза организационной структуры информационных систем по курсу лекций Теория информационных процессов и систем [1].

2) Получить у преподавателя вариант задания.

3) Определить цель синтеза оргструктуры системы.

4) Запустить на выполнение программу lab.exe

5) Загрузить указанный файл с матрицей смежности по варианту задания.

6) Выполнить синтез структуры, разбив исходный граф на заданное число подграфов.

7) Зарисовать результирующий граф и создать файл отчета.

8) Подсчитать связанность компонентов полученной организационной структуры системы.

9) Повторить пункты 6 – 8 при различном числе компонентов разбиения.

10) Провести анализ полученных результатов.

11) Оформить отчет по выполненной лабораторной работе.

4. Содержание отчета

1) Название и цель работы.

2) Содержание индивидуального задания.

3) Исходные данные.

4) Результаты синтеза оргструктуры системы.

5) Выводы по работе.

5. Контрольные вопросы

1) Характеристики организационной структуры системы: степень централизации и норма управляемости.

2) Нормативный метод синтеза организационных структур.

3) Синтез организационной структуры на графовых моделях.

4) Виды целевой функции в графовых задачах синтеза организационной структуры.

5) Синтеза организационной структуры методом центральной планирующей организации.

6) Использование методов теории массового обслуживания для синтеза организационной структуры.

6. Список литературы

1. Макаров Р.И. Теория информационных процессов и систем. Конспект лекций. Электронное издание. Владимир, 2013.- 199с.

7. Варианты индивидуальных заданий

Варианты индивидуальных заданий содержатся в 10-и текстовых файлах. Преподаватель указывает вариант задания.

Лабораторная работа №7

Синтез функциональной структуры информационных систем на графовых моделях

1. Цель работы – освоение студентами методики синтеза функциональной структуры информационных систем на графовых моделях.

2. Общие сведения

Синтез функциональной структуры ИС включает в себя распределение решаемых задач по подсистемам и уровням организационной структуры. Одним из наиболее распространенных количественных критериев объединения в подсистемы решаемых организацией задач связан с понятием «близости» решаемых задач и выполняемых операций. «Близость» может выражаться в том, что решение одной из них невозможно без решения другой.

Задачи могут считаться близкими вследствие принадлежности к одной и той же теме или в связи с использованием при выполнении одних и тех же ресурсов. Близость может оцениваться также по величине потока информации, которой обмениваются задачи. Если в подсистему объединяются наиболее связанные задачи, то объем информации, которыми обмениваются подсистемы, значительно сокращается. Благодаря этому уменьшается время, затрачиваемое на обмен информацией, упрощается координация деятельности подсистем.

Задачи в информационной системе связаны между собой. Связь задач удобно представить графом. Г(E, H) без петель, множество вершин которого соответствует задачам e_1, e₂,… e_n, а каждая дуга h _ij → H указывает на то, что выход задачи е_i является входом задачи е_j. Как правило, решение задачи связано с затратами ресурсов (вычислительных ресурсов, денежных средств, сырья и т.п.). Задача синтеза структуры системы состоит в разбиении Е на подмножества Е₁, Е₂,…,Е_N при различных критериях разбиения системы на подсистемы. При этом близость задачи e_i к e_j будем характеризовать величиной m_ij, где m_ij – значение потока по дуге h_ij графа Г, измеряемое объемом информации или количеством связей.

Сложность решения задачи синтеза оптимальной структуры приводит к тому, что на практике ставят и решают более простые задачи. Одной из таких частных задач является следующая задача. Необходимо так распределить i задач (i=1,2,..n) между l подсистемам, l=1, 2, ..L, чтобы в подсистеме были наиболее связанные задачи (1). В этом случае объем информации, которыми обмениваются подсистемы, будет минимальным. При распределении задач по подсистемам необходимо выполнять ограничения на используемые ресурсы (2). Необходимо учитывать, что задача не может делиться на части и распределяться между несколькими подсистемами (3).

Решаемая задача относится к типу задач распределения ресурсов первого класса, когда заданы и работы и ресурсы [2]. Математическая модель задачи функционального синтеза имеет следующий вид:

, (1)

,

где - значение потока информации между i –й и j-й задачами;

, (2)

где A_p={ }- затраты p-го ресурса на j-ю задачу, решаемую в l-ой подсистеме.

. (3)

Пример. Даны 7 задач, решаемые в ИС. Информационные связи между задачами приведены в матрице (табл.1). Необходимо задачи распределить между тремя подсистемами L=3 таким образом, чтобы в подсистемах были наиболее связанные задачи. Решение задач требует использования двух видов вычислительных ресурсов (А1 и А2), заданных ресурсными матрицами (табл.2) и (табл.3). Ресурсы ограничены: А1≤12, А2≤19.

Таблица 1 – Информационные связи между решаемыми задачами, матрица В

Т аблица 2 – Ресурсная матрица А1 Таблица 3 – Ресурсная матрица А2

Задачу решаем с помощью офисной программы EXCEL, используя программу «Поиск решения». Результаты решения приведены в табл.4, графически изображены на рис. 1.

В первую подсистему включены задачи 1, 2, 3, во вторую подсистему – задачи 4,7, в третью подсистему – задачи 5, 6. При решении задач используются ресурсы первого вида 12 условных единиц, второго вида – 19 условных единиц. Численное значение критерия равно 98 условным единицам.

Т аблица 4 – Результаты решения

Рисунок 1 – Распределение задач по подсистемам