книги из ГПНТБ / Зингер И.С. Обеспечение достоверности данных в автоматизированных системах управления производством

Способ соединения ЭВМ и объекта управления «в ли­ нию» с замкнутым контуром управления обеспечивает ра­ боту системы управления в реальном масштабе времени. Способ «в линию» с разомкнутым контуром управления, как правило, обусловливает работу системы в псевдоре­ альном масштабе времени. Способы соединения ЭВМ с объектом управления «вне линии», очевидно, позволяют реализовать работу системы обработки данных в самом широком диапазоне: от примитивного использования ЭВМ в качестве «электронного» арифмометра до работьГ автоматизированной системы управления в псевдореаль­ ном масштабе времени.

102

Решающее влияние на обеспечение достоверности дан­ ных в автоматизированной системе управления предприя тием оказывают способы организации, хранения и исполь­ зования базисных массивов нормативно-справочных дан­ ных предприятия.

Существенное воздействие на повышение достоверности экономических д* шых в системе управления предприя­ тием оказывает организация интегрированной системы обработки данных. Последнее обстоятельство обусловли­ вается принципами построения такой системы. Создание централизованного нормативно-справочного хозяйства на машинных носителях или в памяти ЭВМ способствует тому, что все расчеты ведутся с использованием одних и тех же исходных нормативно-справочных данных. Орга­ низуется движение всех документов через группу обра­ ботки данных — информационно-вычислительный центр. Это означает, что на предприятии организуется .прямоли­ нейный поток данных от производства через ИВЦ непо­ средственно в производство.

Разработка всей планово-экономической и отчетноаналитической документации осуществляется с помощью ЭВМ по стандартным алгоритмам и процедурам обра­ ботки данных. При этом поступающие па ИВЦ данные сопоставляются с другими разделами плана и формально анализируются на предмет их соответствия. В случае расхождения данных документ возвращается соответст­ вующему функциональному подразделению с указанием ошибки или неточности. Таким образом, достигается ликвидация несоответствия данных или противоречивых указаний различных планово-управленческих подраз­ делений предприятия.

Интеграция нормативно-справочного хозяйства и вы­ работка па этой основе всех планово-управленческих решений содействует повышению точности и качества планирования и управления производством. Это прояв­ ляется прежде всего в ликвидации противоречивых ука­ заний, несопоставимых показателей плана и других пока­ зателей.

В автоматизированной системе обработки данных в зависимости от реализации машинных алгоритмов обра­ ботки можно выделить два типа текущих входных данных, в общем случае называемых сообщениями:

а) данные о текущем состоянии производства (учетнодирективные данные);

103

. б) сведения о различного рода изменениях в базисных массивах нормативно-справочных данных.

Процедуры внесения изменений в базисные информа­ ционные массивы существенно отличаются от текущей обработки данных по определенным алгоритмам и про­ граммам. Поэтому сведения об изменениях в массивах нормативно-справочных данных предприятия, которые в общем случае также относятся к учетни-днрективным данным, целесообразно выделить в отдельный тип вход­ ных данных. Способы обработки учетио-директивных данных (сообщений), поступающих в АСОД в виде д о к у ­ ментов, массивов записей на магнитных лентах, и данных, нанесенных на различные типы машинных носителей, в значительной степени являются производными от струк­ туры и режимов работы автоматизированных систем об­ работки данных, а также от структуры, способов хране­ ния и использования базисных массивов нормативно-спра­ вочных данных. Кроме того, необходимость контроля достоверности данных в свою очередь оказывает воздей­

Следовательно, применение тех или иных методов про­ граммно-логического контроля будет обусловлено комп­ лексом взаимозависимых факторов. Цели анализа вызыва­ ют необходимость выделения каждой группы факторов, оказывающих воздействие на методы программно-логи­ ческого контроля. Взаимная связь и взаимодействие фак­ торов требуют комплексного рассмотрения причин, влияю­ щих на выбор конкретных методов программно-логи­ ческого контроля достоверности данных. С этой целью рассмотрим автоматизированную систему обработки дан­ ных некоторого предприятия.

Предположим, что электронная вычислительная ма­ шина используется для решения следующих локальных задач (т. е. используется в режиме электронной системы обработки данных):

-. составление два раза в месяц ведомости выплат зара­ ботной платы рабочих и служащих предприятия;

составление ведомости расхода—прихода материалов, полуфабрикатов и покупных изделий с автоматической печатью извещения о недостатках в случае, если уровень запаса материалов на складе окажется ниже страхового;

•расчет сметной стоимости по каждому заказу два раза в месяц и составление отчетов о стоимости завершенных

Ш

работ с указанием отклонения стоимости от планируемо­ го уровня.

Очевидно, что в течение еще нескольких лет в автомати­ зированных системах обработки данных будут вынуждены ориентироваться на использование в качестве внешней памяти ЭВМ накопителей на магнитных лентах (НМЛ). При необходимости размещения больших массивов дан­ ных на магнитных лентах наиболее пригодным способом обработки поступающей информации становится после­ довательный процесс обработки данных в ЭВМ.

Последовательный процесс обработки данных реали­ зует принцип минимизации числа обращений к массивам, расположенным на магнитных лентах внешней памяти машины. При последовательном процессе обработки мас­ сивы данных организованы на магнитной ленте в виде упорядоченных списковых структур. Сообщения о теку­ щем состоянии производства, которые поступают в вы­ числительный центр, не подвергаются' немедленной обра­ ботке. Вместо этого они накапливаются в течение опре­ деленного времени либо до определенного объема. Затем сообщения группируются в пачки и сортируются в той "же последовательности, которую имеют соответствующие массивы, находящиеся в НМЛ. Обработка поступивших сообщений производится за один прогон ленты. Таким образом, ликвидируются непроизводительные холостые прогоны магнитных лент.

Последовательный процесс обработки данных при­ годен как в случае, когда в качестве сообщений выступа­ ют учетно-директивные данные (данные о приходо-рас- ходе материалов, о затратах трудовых ресурсов и т. п.), так и в случае, когда сообщениями являются сведения об изменениях базисных нормативно-справочных данных предприятия.

Последовательный процесс обработки данных может широко применяться в автоматизированных системах управления предприятиями, работающими в псевдоре­ альном масштабе времени, когда различного рода дан­ ные и отчеты требуются периодически (ежедневно, ежене­ дельно, два раза в месяц и т. п.).

Эффективность использования методов программнологического контроля при таком способе обработки дан­ ных рассмотрим на примере решения трех перечисленных выше задач.

Последовательный процесс обработки данных позво-

ляет использовать чрезвычайно простые и эффективные счетные методы контроля достоверности данных счет­ ный контроль с получением контрольных сумм; контроль итогов; счет записей; перекрестный контроль; балансовые методы контроля. Применение этих методов обусловлено накапливанием входных данных в некоторую счетную группу, которая используется для получения контроль­ ных итогов и контрольных сумм. Кроме того, группе дан­ ных может быть присвоен определенный порядковый но­ мер. Номер регистрируется и передается затем вместе с данными на всех этапах их обработки в системе. Нару­ шение последовательности порядковых номеров при про­ верке свидетельствует об ошибке.

Накопленная группа данных после перфорации под­ вергается специальной контрольной процедуре — редак­ тированию. Редактирование производится центральным вычислительным устройством по соответствующей про­ грамме. Программа проверяет простановку всех требуе­ мых данных и нахождение в определенных границах числа отработанных иормо-часов и величин запасов материалов на складах. Неправильные извещения выводятся на пе­ чать для последующего исправления. Аналогичная коп-i трольная процедура может выполняться оператором перед перфорацией пачки извещений.

Регистрация и хранение групп первичных данных при последовательном процессе их обработки дает возможность произвести контроль достоверности получаемых резуль­ татов методом двойного счета и по методу усеченного ал­ горитма. При обработке данных «в линию» первичные данные непосредственно поступают в центральный процес­ сор для немедленной обработки. В этом случае использо­ вание методов счетного контроля становится невозмож­ ным без проведения ряда дополнительных мероприятий. В частности, для контроля методом двойного счета необ­

буют накопления данных в счетные группы. Последнее обстоятельство может оказаться непригодным для систем, работающих в реальном масштабе времени. Взамен счет­ ных методов контроля в таких системах необходимо преду^ смотреть более сложные методы программно-логического контроля — контроль обоснованности применения чле:

106

нов определенного массива данных, проверку предельных значений, контроль по отклонениям, метод избыточных (контрольных) цифр и другие. Кроме того, в системах, работающих в реальном масштабе времени «в линию», все функции по контролю достоверности данных переда­ ются электронно-вычислительной машине. В этом случае необходимо выделять методы программно-логического кон­ троля достоверности данных, пригодные для использова­ ния в электронной вычислительной машине, и методы контроля, осуществляемые человеком.

В автоматизированной системе управления предприя­ тием мощным средством контроля достоверности данных становится электронная вычислительная машина (элект­ ронный вычислительный комплекс системы).

Современная электронная вычислительная машина спо­ собна не только обнаруживать ошибки в данных, но и автоматически их исправлять. Однако для реализации этих возможностей электронная вычислительная машина, во-первых, должна располагать достаточными средствами схемного контроля и, во-вторых, в состав информационнопрограммного комплекса АСУ необходимо включить про­

лась тенденция отделять процедуры контроля достовер­ ности данных и исправления обнаруженных ошибок от операций их обработки в ЭВМ. Это объясняется двумя обстоятельствами:

1)перегруженностью емкости магнитного оператив­ ного запоминающего устройства (МОЗУ), особенно когда операции по контролю очень интенсивны;

2)в случае когда отдельные данные забракованы контролем, их исправление, на которое требуется опре­ деленное время, не должно препятствовать текущей об­ работке данных.

Первым этапом контроля, выполняемого электронной вычислительной машиной, является контроль достовер­ ности первичных данных, поступающих для обработки непосредственно в центральный процессор (редактиро­ вание входных данных).

Одним из способов редактирования входных данных

Является проверка предельных значений. Этот же метод применим и при непосредственной обработке данных в ЭВМ. Для определения предельных значений базисных

5* 107

нормативно-справочных данных используются резуль­ таты обследования по соответствующим формам, в которых указывается предельная значность норм и нормативов. Для этих целей могут использоваться докуА1енты пред­ приятия. Проверка предельных значений реализуется сле­ дующей логической операцией (например, проверка значности календарного месяца, приведенная на рис. 23).

Проверяться могут абсолютные величины или процент­ ное соотношение этих величин. Например, величина опре­

ливает применение для контроля достоверности данных разумной комбинации схемных и программных методов. Обнаружение ошибок целесообразно осуществлять с по­ мощью несложных контрольных схем, включаемых в ос­ новное устройство машины. Исправление же ошибок мож­ но возложить на специальную исправляющую программу, которой передается управление по сигналу с контрольных схем, т. е. только в случае обнаружения ошибки. Таким образом, полностью автоматизируется процесс устране­ ния влияния случайных ошибок на результаты обработки данных без существенного снижения производительности машины и при незначительном увеличении объема аппа­ ратуры.

Разработка эффективной системы контроля достовер.- ности данных с использованием соответствующих методов

108

нирования отдельных звеньев автоматизированной си­ стемы управления предприятием. Поэтому оценка надеж­ ности составных элементов АСУ на всех этапах развития и совершенствования системы управления приобретает особый интерес.

При оценке надежности функционирования техни­ ческих средств автоматизированной системы обработки данных одновременно выявляются схемные методы, при­ меняемые для контроля их работы. Оценки надежности составных элементов автоматизированной системы обраоотки данных позволяют выявить наиболее слабые звенья системы, требующие особенно тщательного контроля их работы.

Накопленный в настоящее [время опыт приводит к выводу о том, что наиболее надежный элемент автома­ тизированной системы обработки данных — это электрон­ ная вычислительная техника. Надежность электронных вычислительных машин существенно возросла за послед­ нее время и продолжает непрерывно повышаться. Так, в 1960 г. в ЭВМ, работающей на лампах, отказ возникал щгин раз за 8,65 часа, в 1964 г., после того, как перешли

в работающей на них ЭВМ одно повреждение приходилось на 1650 часов работы [27]. Таким образом, когда система контроля свидетельствует о наличии ошибки, то под подозрение в первую очередь подпадают данные, являю­ щиеся «внешними» по отношению к ЭВМ. Действительно, как показывает опыт эксплуатации различных систем планирования и управления на основе электронной вычислительной техники, наибольшая доля ошибок при­ ходится на обслуживающий персонал системы (до 65%), периферийные устройства и устройства ввода — вывода

по причине неисправностей ЭВМ) и ошибки по вине элек- ^^ронно-вычислительного комплекса.

Последние в свою очередь делятся на: а) ошибки в ре­ зультате случайных сбоев. ЭВМ и б) ошибки.в результате

109

1

Текущие процедуры обработки данный:

I

Контрольная опера ция с использованием^ любого метода конт­

роля

Нет-

Продолжается обра­

устойчивых (систематических) сбоев электронной вычи­ слительной машины.

Случайные сбои типа а) не требуют вмешательства и ремонта электронно-вычислительной машины. Таким образом, при эксплуатации автоматизированных систем обработки данных можно руководствоваться следующимиположениями:

1) большинство ошибок происходит в процессах обра-

110

3) ненормальности в работе автоматизированной си­ стемы обработки данных являются следствием временных нарушений.

Порядок работы автоматизированной системы обработки Данных, основывающийся на двух .последних положениях, иллюстрируется блок-схемой контрольной процедуры на рис. 24.

Из блок-схемы следует: 1) если ошибка обусловлена единичным случайным сбоем, то программа продолжает работать, повторяя тот шаг обработки, который является причиной ошибки; 2) если на повторном шаге снова по­ является ошибка, то это свидетельствует об устойчивых (систематических) сбоях. В этом случае обработка записи (сообщения) прекращается. При обработке данных в электронно-вычислительном комплексе запись выводится на печать; 3) производится регистрация и подсчет ошибок по каждому виду обрабатываемых записей. Получаемая при этом статистика систематических сбоев может быть впоследствии использована для устранения причин их возникновения.

2.Принципы обеспечения надежности информационной базы

Изложенные выше методы контроля повышают досто­ верность данных только при условии коррекции и устране­ ния искажений информации. Как отмечалось выше, толь­ ко системы контроля с избыточностью в массивах данных способны устранять ошибки без обратных связей. Для применения таких методов контроля, как правило, тре­ буется очень большая избыточность для поддержания необходимого уровня достоверности данных. Эти методы контроля и коррекции употребляются в системах переда­ чи данных по каналам с помехами.

При обработке данных и сложных сортировках приме­ няется небольшая избыточность, необходимая для уве­ личения возможностей обнаружения ошибок в пунктах контроля, но недостаточная для исправления ошибок. Для устранения ошибок и ощутимых искажений информа­ ции вся система и определенные ее части (локальные участ-

111