«ABSTRACT The theme of the thesis is to study the possibilities of using computer tools, including architecture, development and different packages database and their control systems for the design of information systems ...»

РЕФЕРАТ

Темой дипломной работы является исследование возможностей

использования компьютерных средств, включая архитектуру, и различных пакетов

разработок баз данных (БД) и систем управления ими (СУБД) для проектирования

информационных систем в лечебных учреждениях с использованием BPWinтехнологий. Было определено две цели:

1) Детальный анализ существующих компьютерных систем

проектирования БД их архитектуры;

2) Изучение Экспертных систем в медицине;

Разработка информационной системы хирургического отделения больничного комплекса.

ABSTRACT

The theme of the thesis is to study the possibilities of using computer tools, including architecture, development and different packages database and their control systems for the design of information systems in hospitals using BPWin-technologies.

Was defined two objectives:

1) A detailed analysis of the existing computer systems design their database architecture;

2) The study of expert systems in medicine;

Development of information system of the surgical department of the hospital complex.

Keywords: architecture, database.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время существует значительный разрыв между возможностями аппаратных средств компьютеров и применяемыми методами решения прикладных задач. Наиболее освоенные на сегодня методы основаны на хорошо формализованных алгоритмах, полученных в результате построения математических моделей предметных областей. Чаще всего это трудоемкие расчеты по известным формулам либо простые последовательности действий, приводящие после многократного применения к желаемому результату. Однако в практической деятельности многие актуальные задачи относятся к плохо формализованным, для которых неизвестны аналитические зависимости или цепочки действий, приводящих к результату без интеллектуального вмешательства человека. Ранее для решения такого рода задач не хватало ресурсов ЭВМ, и поэтому было бессмысленно ставить саму проблему решения плохо формализованных задач. Кроме того, существуют трудоемкие хорошо формализованные задачи, решение которых традиционными методами практически трудно выполнимо из-за размерности этих задач (проклятие размерности по Веллману). В дипломном проекте рассмотрены вопросы, связанные с выбором архитектуры компьютера и программных продуктов в виде Экспертных систем и СУБД для удовлетворения информационных нужд в медицине, в частности для хирургического отделения больничного комплекса. При этом основой ИС является история болезни, ведомая лечащим врачом. Этот основной документ служит элементом БД для диагностики болезни, составления отчетов, анализа протекания болезни, летальности, динамики здоровья населения в целом, научных исследований.

Совершенно очевидно, что в плохо формализованных задачах имеется некоторый набор параметров, описывающих объекты предметной области, в нашем случае - медицины. Это не позволяет применять для решения плохо формализованных задач традиционные методы аппроксимации функций, статистической обработки и оптимизации. Методы работы с размытыми данными имеют дело с обработкой данных, накопленных в результате некоторых наблюдений (анализов, опросов состояния здоровья). Поэтому первым вопросом является рассмотрение способов организации хранения и выборки данных.

Методы диагностики болезней и составления диагнозов является задачей эксперта, обладающего значительным опытом в определенной области медицины.

К настоящему времени существует достаточно большое число готовых ЭС медицины, и анализ этих систем приводится в работе для более эффективного использования ЭС в практике медицинских учреждений.

Основная задача состояла в проектировании БД, содержащей всю информацию и прохождении больного в хирургическом отделении. База данных используется для составления отчетов и анализа состояния больных в процессе лечения. Кроме этого эти данные вполне могут быть использованы при решении более общих социальных проблем города.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 ДЕЛОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В СЕРВИСЕ

Моделирование - один из наиболее эффективных методов для понимания и установления связи между деловыми правилами и бизнес-процессами сервисного предприятия. В процессе моделирования устраняются посторонние детали, а важная информация выдвигается на первый план для упрощения изучения системы.

Графика (блоки и стрелки) используются при этом ля улучшения понимания структуры модели. Использование моделирования бизнес-процессов позволяет оценить сервисную систему так широко, чтобы все аспекты работы предприятия могли быть проанализированы, поняты и, возможно, что наиболее важно, сообщены другим.

Моделирование полезно:

•для устранения избыточных или ненужных блоков (функций);

•для сокращения затрат;

•для совершенствования работы сервисного предприятия;

•для повышения качества обслуживания клиентов.

1.2 МОДЕЛЬ BPWIN документирования и понимания комплексных бизнес-процессов.

BPWin используется для построения диаграмм бизнес-процессов, ясно показывающих бизнес-процессы (блоки), результаты их работы и ресурсы, необходимые для их функционирования. BPWin-модель обеспечивает объединенную картину того, как организация добивается выполнения своих целей.

Также можно использовать BPWin для моделирования потоков работ, потоков процессов и потоков данных. На рисунке 1.1 изображено главное окно программы BPWin.

Ready_ I _ | Рабочее место BPWin выполнено в виде рабочего стола, состоящего из нескольких окон. На рабочем столе размещены:

Панель Меню BPWin соответствует стандартам Windows и обеспечивает доступ ко всем функциям BPWin. Стандартная панель инструментов (рисунок. 1.2) обеспечивает быстрый доступ к часто выполняемым задачам, может быть расположена в любой стороне экрана или находиться в любом месте в области диаграммы. Можно также показывать или скрывать ее, используя функцию View на панели Меню.

Рисунок 1.2 - Стандартная панель инструментов BPWin Дерево модели BPWin (рисунок 1.3) - мощный инструмент, который используется для просмотра структуры модели и изменения любых объектов диаграмм в любой открытой модели BPWin.

Одновременно работая с несколькими моделями, можно рассматривать все диаграммы или только активные при свернутой и развернутой структуре использованием дерева можно также выполнять задачи моделирования.

Дерево модели используется:

• для просмотра разных моделей, построенных с использованием различных методологий моделирования;

• для переключения режимов просмотра диаграмм или действий;

• для немедленного перехода к просмотру или работе с соответствующей диаграммой в рабочем пространстве BPWin посредством щелчка на названии диаграммы или действия;

• для просмотра действий и объектов диаграммы согласно уровням декомпозиции;

• для редактирования имени модели, диаграммы или действия посредством двойного нажатия на соответствующем названии;

родственных диаграмм посредством щелчка на названии объекта диаграммы в иерархическом дереве.

Область для рисования - это большая площадь справа от главного окна BPWin, в котором расположено дерево модели. Она состоит из трех областей:

• область для рисования;

Когда дерево модели скрыто, рисунок занимает полную область окна.

Можно создавать программы BPWin, редактировать их, управлять ими в области для рисования. Диаграмма может быть масштабирована при помощи инструментов настройки масштаба.

1.6 ПАНЕЛЬ ИНСТРУМЕНТОВ BPWIN

Панель инструментов BPWin содержит инструменты для рисования объектов в диаграмме BPWin. Эти инструменты могут быть размещены в любой стороне экрана или находится где-то в области диаграммы. Можно показывать или скрывать панель инструментов, используя функцию View на панели Меню. В BPWin существуют три разные панели инструментов - по числу поддерживаемых программой методологий (рисунок 1.4).

Нужная панель инструментов подбирается программой автоматически при методологий.

1.7 ПОСТРОЕНИЕ КОНТЕКСТНЫХ ДИАГРАММ

Контекстная диаграмма - это модель, которая представляет систему как набор действий, в которые каждое действие преобразует некоторый объект или набор объектов. Модель представляется как набор иерархических действий.

Высшее действие иерархии называется действием контекста. Это самый высокий уровень, который непосредственно описывает систему. Уровни ниже называются порожденными декомпозициями и представляют подпроцессы родительского действия.

При создании модели сначала необходимо изобразить самый высокий непосредственно и состоит из одного активного глагола в сочетании с обобщающим существительным, которое разъясняет цель деятельности с точки зрения самого общего взгляда на систему.

Каждый блок может иметь различные типы связанных с ним стрелок.

Стрелки обозначают людей, места, вещи, понятия или события. Стрелки связывают границы диаграммы с блоками, а также действия (блоки) на диаграмме между собой. В диаграммах IDEF0 имеются четыре основных типа стрелок.

Вход блока - это материал или информацию, которая должна быть использована или преобразована блоком, чтобы произвести продукцию (выпуск).

Стрелки входа всегда направляются в левую сторону блока. Стрелки входа необязательны, так как некоторые действия не могут преобразовать или изменять (заменять) что-либо.

Управление - это правила, инструкции, политика, процедуры или стандарты. Оно влияет на деятельность без фактического преобразования чеголибо. Управление всегда входит в вершину блока. Каждый блок должен иметь, по крайней мере, одну стрелку контроля (управления). Управление может также использоваться для описания процедуры начала или окончания выполнения действия.

Выход (выпуск) - это материал или информация, произведенная блоком.

Каждый блок должен иметь, по крайней мере, одну стрелку выхода (выпуска).

Процессы, которые не производят продукции (выпуска), лучше не моделировать вообще.

выполнение действия. В качестве механизма исполнения могут быть рассмотрены персонал предприятия, машины или оборудование, которые обеспечивают выполнение деятельности. Стрелка механизма может отсутствовать, если определено, что это не важно для работы блока.

Контекстная диаграмма изображает деятельность самого верхнего уровня и обозначает границу моделирования относительно цели, возможностей и точки зрения. Название контекстной диаграммы находится в дереве модели непосредственно под общим описанием.

Для создания контекстной диаграммы необходимо сначала создать новую модель, набрав имя модели и выбрав ее тип. Этот диалог также отображается при запуске BPWin.

После создания модели можно задать ее параметры. Список свойств модели - это диалог, в котором можно задать такие параметры, как полное наименование модели, ее словесное описание и состояние, в котором находится модель, “в работе” или “для публикации” (рисунок 1.5).

Декомпозиционное разложение модели используется в моделировании бизнес-процессов, чтобы дать более подробное описание блоков. Каждое из этих действий может в свою очередь быть декомпозировано. При каждой декомпозиции блока создается новая диаграмма. Число декомпозиций не ограничено и полностью зависит от уровня сложности, который необходимо показать в модели.

Декомпозировать блоки с использованием BPWin можно двумя способами.

В диаграмме нужно выбрать действие, которое необходимо декомпозировать. Для этого выбрать необходимый инструмент в наборе инструментов BPWin или в дереве модели. Выбранное меню содержит команду декомпозиции. В появившемся диалоговом окне необходимо задать тип и число необходимых подблоков. При декомпозиции блока BPWin создает новую диаграмму, которая является диаграммой разложения “родительской” диаграммы. Новые действия не связаны между собой и не поименованы. Необходимо задать взаимодействие между блоками и “привязать” к новым блокам стрелки, которые автоматически унаследованы от родительской диаграммы.

Имя блока и его другие свойства вводятся в закладке “Name” списка свойства блока.

Следующим шагом при создании диаграммы должно быть соединение всех использованных на диаграмме блоков с использованием стрелок, представляющих входы, результаты работы, средство управления и механизмы. Для этого достаточно соединить исходящую точку стрелки с точкой ее окончания.

Окончанием стрелки может быть одна из сторон функциональных блоков и граница диаграммы. BPWin автоматически выделяет допустимое окончание для создаваемых стрелок. Для Рисования стрелки необходимо выбрать инструмент “стрелка” из комплекта инструментов.

Задание имени стрелки производится в закладке “Name” диалога свойств стрелок.

Если стрелка заканчивается на границе диаграммы BPWin, она помечается “туннелем” из квадратных скобок. Аналогично помечаются стрелки в родительской диаграмме, если в диаграмме декомпозиции удаляется перенесенная из нее стрелка. Квадратный туннель на начале стрелки указывает, что стрелка “не решена” в пределах иерархии модели (не имеется никакой другой стрелки с таким же именем в любой другой диаграмме модели).

Для поддержания целостности модели необходимо “разрешать” стрелки, помеченные “туннелями” из квадратных стрелок, одним из следуюптих способов:

• преобразованием в “туннель” из круглых скобок;

• добавление новой стрелки, соединяющей соответствующий блок с границей диаграммы;

• созданием внешней ссылки (ссылки на объект, не описанный в данной модели) в соответствии методологией IDEF0;

• созданием ссылки на блок, расположенный на другой диаграмме.

В любой момент работы с диаграммой существует возможность добавления на нее новых блоков с использованием инструмента “Activity box Tool” панели инструментов. После того как дополнительный блок создан, его можно связать стрелками с другими блоками, задать его название и другие свойства.

Нумерация блоков производится автоматически при их создании. Номера могут быть относительными или постоянными, они отражают иерархическое положение блока в пределах модели. Можно управлять нумерацией блоков на диаграмме, используя закладку “Presentation” диалога ввода свойств модели.

При перемещении блоков одновременно перемещаются и связанные с ними стрелки. Функциональные блоки могут быть также перемещены между диаграммами с использованием команд Cut/Paste из меню “Edit”. Номера блокам диаграммы BPWin рисует автоматически. При изменении взаимного расположения блоков эти номера могут изменяться.

перемещением их границ. Существует возможность запрета изменения размера объектов: это можно сделать на вкладке “Layout” диалога ввода свойств модели.

просмотра модели как дерева диаграмм или дерева функциональных блоков.

Дерево моделей BPWin использует специальный набор графических символов для представления диаграмм и действий в пределах дерева объектов. Это дерево используется, для переключения на соответствующую модель, диаграмму или действие для выполнения редактирования.

В диаграмме BPWin можно устанавливать цветовые свойства для действий, стрелок и текстовых блоков. Использовать цвет в диаграммах не обязательно, но это может быть полезным:

• для выделения недостаточно проработанных моментов;

• для выделения внесенных изменений;

• для отображения похожих по смыслу объектов.

осуществляется с использованием цветового редактора (рисунок 1.6).

Атрибуты шрифта (рисунок 1.7), такие как тип, размер и стиль, могут использоваться для выделения или группировки функциональных блоков.

Сделанные изменения можно применить и ко всем аналогичным объектам на диаграмме, включив соответствующие опции в левом нижнем углу окна диалога.

Использование стилей стрелок, применяемых на диаграмме, важно для целостности и удобочитаемости создаваемых диаграмм 1DEF0. Возможно изменение вида стрелок, установление их толщины, формы и цвета. Цвет стрелки устанавливается с использованием редактора цветов, как описано выше. Толщина стрелок также может быть изменена, что может применяться для выделения отдельных процессов на диаграмме.

Форма стрелки определена в соответствие с используемой методологией.

Стрелки типа “Relational” не описаны в методологии IDEF0, но могут использоваться, если строгое следование IDEF0 не обязательно. Диалог выбора вида и оформления стрелки приведен на рисунок 1.8.

1.10 ВЕТВЛЕНИЕ И ОБЪЕДИНЕНИЕ СТРЕЛОК

Ветвление и объединение стрелок необходимо для обеспечения связи одной стрелки с несколькими функциональными блоками и наоборот. Объединенные стрелки используются для создания общего перехода от нескольких функциональных блоков к одному или границе. Ветви и объединения создаются с использованием инструмента “Стрелка”. Для удобства чтения диаграмм желательно именовать каждую ветку разделенной стрелки.

Названия стрелок отображаются автоматически и могут быть перемещены с помощью “захвата” мышью. Для соединения стрелки с ее названием может быть использован инструмент “Squiggle” с панели инструментов IDEF0 или IDEF3.

Для пояснения содержимого диаграммы можно помещать на них текстовые блоки, содержащие произвольные пояснения. Для добавления текстового блока на диаграмму необходимо выбрать инструмент “Text”.

К текстовым блокам применимы все описанные выше инструменты оформления.

Можно отображать или скрывать определенные объекты диаграммы и отдельные элементы оформления. Например, возможно переключение теней функциональных блоков на диаграмме. Параметры меню “View” (рисунок 1.9) относится одновременно ко всем диаграммам модели.

В этом же меню производится настройка рабочего места BPWin. Например, можно отобразить или скрыть стандартную панель инструментов, панель инструментов “ModelMart”, панель инструментов “BPWin”, дерево модели и просматриваемых диаграмм. Этот пункт меню дублирует инструмент “Zoom” стандартной панели инструментов.

В дополнение к контекстным диаграммам и диаграммам декомпозиции другие типы диаграмм BPWin позволяют упростить представление и разработку модели. Например, может оказаться необходимым разработать сценарий “чтоесли” для модели.

В этом подразделе будет рассмотрено создание двух типов моделей:

• диаграммы “только для представления” (For Exposition Only - FEO);

документирование моделей.

Диаграммы FEO может быть использована для пояснения какой-либо части процесса, отображения особой точки зрения или выделения функциональных деталей, которые невозможно показать с использованием синтаксиса IDEF0. Они могут снабжаться дополнительным разрабатываться с учетом ограничений стандарта IDEF0. Диаграммы FEO могут быть ассоциированы с любой существующей в модели диаграммой, но не являются иерархической частью модели. Диаграмма FEO - копия любой существующей в модели диаграммы.

Диаграмма идентифицируется с помощью:

• задаваемого разработчиком имени;

• идентификатора вида AxF, где х показывает исходную диаграмму, а символ F показывает, что диаграмма имеет тип FEO.

FEO-диаграммы добавляются в модель с использованием пункта “FEO diagram” меню “Insert”. В диалоговом окне “Create New FEO Diagram” нужно выбрать один из следующих типов диаграмм для копирования:

• при выборе “Context”, необходимо напечатать имя новой диаграммы в поле “Name”;

• при выборе “Decomposition”, активизируется выпадающий список “Copy From”, показывающий все диаграммы декомпозиции в модели.

После нажатия кнопки ОК будет создана и отображена на рабочем столе BPWin.

Так же, как и для любой другой диаграммы, можно открыть диалог ввода свойств FEO диаграммы для ввода ее свойств.

Древовидные диаграммы используются для отображения структуры модели в целом. В них, как правило, вершина (самый верхний узел) соответствует диаграмме контекстного уровня. Однако в качестве вершины может быть использован любой функциональный блок модели, при этом его подблоки будут показаны в качестве ветвей дерева.

Просмотр модели с использованием древовидных диаграмм позволяет акцентировать внимание на функциональной декомпозиции модели безотносительно к существующим внутри и вовне модели перестраивается автоматически по мере внесения изменений в модель.

диаграммам FEO.

Древовидные диаграммы добавляются в модель с использованием пункта меню “Node tree” меню “Insert”. При этом выводится диалоговое окно “Node tree definition”, в котором задаются:

• функциональный блок вершины;

• количество уровней, на которые диаграммы показывается вниз;

• параметры форматирования.

высвечивается на рабочем столе BPWin. Древовидные и FEO-диаграммы объединяются под названием “родственные” диаграммы. Они не отражаются непосредственно в дереве модели, однако дерево модели может быть использовано для их открытия. Для этого нужно, во-первых, переключить дерево модели в режим “Diagram view”, а затем щелкнуть правой кнопкой мыши на название диаграммы.

При этом BPWin выдаст соответствующий список родственных диаграмм. Для открытия родственных диаграмм также можно использовать инструмент “Sibling diagram tool” на панели инструментов BPWin.

Разбиение моделей в BPWin используются, как правило, для поддержки коллективной разработки моделей. Единая модель может быть разделена на части, чтобы позволить нескольким разработчикам создавать собственные функциональные блоки модели. При завершении разработки разделенная на части модель может быть объединена в одну для отображения бизнес-процесса в целом.

При разбиении моделей на две каждая из них поддерживает собственный набор функциональных блоков, стрелок и других объектов BPWin.

Для разбиения модели на части необходимо придерживаться следующего алгоритма:

• определить часть модели, которую необходимо отделить;

• в диалоговом окне “Split options” ввести имя, соответствующее имени функционального блока (использование этого имени позволит впоследствии объединить модель);

• включить опцию “Copy entire dictionaries”, чтобы скопировать словари объектов в отделяемую часть модели.

В дереве модели будет создана и отображена новая модель. Необходимо обратить внимание на следующие моменты:

• блок, с которого производилось разбиение, становится диаграммой контекстного уровня новой модели;

• в исходной связи появляется стрелка связи с именем, соответствующим имени новой модели;

• все дочерние диаграммы функционального блока перенесены в новую модель;

• разбитый функциональный блок остается в исходной модели.

После создания новой модели можно использовать диалог ввода свойств модели для определения свойств созданной модели.

По завершении разработки разделенных моделей BPWin позволяет их объединение в одну. Для объединения моделей:

импортируемой модели;

импортируемой модели должно соответствовать названию аналогичного функционального блока в основной модели.

При слиянии BPWin копирует все функциональные блоки, стрелки и другую информацию (кроме контекстной диаграммы) из импортируемой модели в основную. BPWin пропускает диаграмму контекстного уровня в импортируемой модели, поскольку она уже существует в основной модели. Все декомпозиции в функциональному блоку. Целевой функциональный блок в основной модели всегда должен иметь исходящую из него стрелку связи.

обновляется для отражения изменений в основной модели.

Добавление оценок к функциональным блокам BPWin обеспечивает задание таких рисунков, как стоимость, время выполнения работ, метрики качества. Рассмотрим два метода задания этой информации:

• задание оценок для функциональных блоков;

• задание свойств блока, определяемых пользователем.

Добавление стоимостных оценок для функциональных блоков основанных на применении метода “Activity based costing” (АВС). Основная идея этой технологии состоит в задании оценки отдельных функциональных блоков системы для получения суммарной оценки затрат на работу всей системы (модели). Затраты на работу родительских функциональных блоков, как правило, применяются равными затратами на функционирование всех входящих в них подблоков. Таким образом, АВС может использоваться для определения оценки затрат на функционирование системы в целом. Например, АВС может использоваться для определения:

• стоимости производимой продукции;

• затрат на сервисные услуги;

• затрат на предполагаемые изменения в технологии производства;

• мест технологического процесса, требующих наибольших затрат.

Технологии АВС предполагает объединение затрат в “центры затрат” (под которыми понимается любой бизнес-процесс, функциональный блок или состояние системы, влияющие на стоимость функционирования системы) с последующим размещением стоимостей по объектам модели. Перед началом оценивания затрат необходимо убедится что существующая модель полна и устойчива. Оценивание функциональных блоков производится в три этапа:

• определение единиц измерения;

• определение “центров затрат”;

• применение ценовых оценок к объектам модели.

При установке единиц измерения необходимо выбрать вид валюты, который будет для этого использоваться, а также определить вид представления денежных единиц на экране. Кроме того, нужно определить единицы времени, которые будут использоваться (минуты, часы и т.п.). Эти параметры являются глобальными по отношению к модели, задаются в закладке “ABC costs” диалога задания свойств модели (рисунок 1.10).

Далее необходимо определить “центры затрат”, которые будут использоваться. “Центры затрат” - это категории стоимости, которые будут пририсовываться функциональным блокам модели. Примеры “центров затрат”:

• маркетинг и реклама;

• закупки комплектующих изделий;

• технологическая поддержка.

“Центры затрат” задаются с использованием пункта “Cost center editor” меню “Edit” (рисунок 1.11).

Для каждого функционального блока модели необходимо задать стоимость его работы. Какой бы ни была общая стоимость работы функционального блока, она должна состоять из затрат, определенных на предыдущем этапе при задании “центров затрат”.

Рисунок 1.1 1 - Диалог ввода данных о “центрах затрат” Рисунок 1.1 2 - Ввод стоимостных параметров блока соответствующего меню при щелчке правой кнопкой мыши на функциональном блоке (рисунок 1.12). Для каждого функционального блока определяются:

• продолжительность работы;

• затраты на работу блока из “центра затрат”.

автоматически, она показывается в левом нижнем углу функционального блока, для которого задана оценка затрат.

Свойство, определяемое пользователем (User-defined property - UDP), создается для отображения произвольной информации, относящейся к конкретному функциональному блоку или стрелки. BPWin поддерживает различные типы UDP, включая:

• “выпадающие списки”, например, для хранения информации об организации процесса или оценки его уровня;

• исполнимые UDP, которые содержат ссылки на прикрепленные объекты, обрабатываемые другими программами;

• текстовые списки, используемые, например, для хранения информации типа “критических факторов успеха”.

UDP могут использоваться для более полной детализации модели и задания, например, таких свойств, как время, стоимость, качество и ответственные лица.

UDP задаются с помощью пункта “User-Defined Property Name Editor” меню “Edit”. Для этого нужно:

• назначить свойству тип данных;

• при необходимости уточнить характеристики свойства (это нужно для некоторых типов данных).

После создания UDP существует возможность присвоения им значений с помощью закладки “UDP values” диалога редактирования свойств функционального блока или стрелки.

BPWin предоставляет набор отчетов для публикации информации, которая помещена в модель. Существуют средства настройки отчетов.

Отчеты BPWin разделяются на стандартные и нестандартные. Отличие их заключается в том, что для получения стандартного отчета не требуется задания никаких дополнительных параметров. Для получения нестандартного отчета необходимо указать объекты, которые должны быть отражены в отчете. К стандартным отчетам BPWin относятся:

• отчет по диаграммам (diagram report) - включает информацию об объектах в активной диаграмме BPWin;

• отчет о стрелках (arrow report) - включает информацию о стрелках (связях) в BPWin модели;

• отчет о затратах (activity cost report) - содержит информацию о затратах функциональных блоков и о “центрах затрат” в BPWin модели;

• отчет об объектах диаграммы (diagram object report) - содержит информацию об объектах, размещенных на диаграмме (функциональных блоках, хранилищах данных и внешних ссылках) в BPWin модели;

• отчет об использовании данных (data usage report) - содержит информацию о таблицах базы данных или сущностях и атрибутах;

• отчет о целостности модели (model consistency report) - содержит информацию о том, на сколько активная IDEF0 модель соответствует выбранной IDEF0 методологии;

• отчет о модели (model report) - содержит общую информацию относительно модели BPWin (IDEF0, IDEF3 или DFD).

Отчет о модели может включать один элемент или большее количество элементов, указанных в диалоговом окне Model Definition Editor.

BPWin устанавливает набор предопределенных отчетов, которые указаны как “стандартные” отчеты. Это отчеты с заранее выбранными параметрами, подходящими для большинства пользователей.

Не все отчеты BPWin имеют стандартную форму. Стандартные отчеты указаны вверху окна выбора (рисунок 1.13).

При разработке модели одним из наиболее полезных является отчет о ее целостности. Он содержит информацию о том, как хорошо модель соответствует выбранной IDEF0 методологии. Это помогает следить за соблюдением методологии и выявлять любые нарушения целостности модели.

1.14 МОДЕЛИРОВАНИЕ ДАННЫХ В СЕРВИСЕ СРЕДСТВАМИ Erwin Сущность (Entity) — множество экземпляров реальных или абстрактных объектов (людей, событий, состояний, идей, предметов и др.), обладающих общими атрибутами или характеристиками. Любой объект системы может быть представлен только одной сущностью, которая должна быть уникально идентифицирована. При этом имя сущности должно отражать тип или класс объекта, а не его конкретный экземпляр (например, АЭРОПОРТ, а не ВНУКОВО).

Каждая сущность должна обладать уникальным идентификатором. Каждый экземпляр сущности должен однозначно идентифицироваться и отличаться от всех других экземпляров данного типа сущности. Каждая сущность должна обладать некоторыми свойствами:

- иметь уникальное имя; к одному и тому же имени должна всегда применяться одна и та же интерпретация; одна и та же интерпретация не может применяться к различным именам, если только они не являются псевдонимами;

- иметь один или несколько атрибутов, которые либо принадлежат сущности, либо наследуются через связь;

идентифицируют каждый экземпляр сущности.

Каждая сущность может обладать любым количеством связей с другими сущностями модели.

сущностями, значимая для рассматриваемой предметной области. Связь — это ассоциация между сущностями, при которой каждый экземпляр одной сущности ассоциирован с произвольным (в том числе нулевым) количеством экземпляров второй сущности, и наоборот.

Атрибут (Attribute) — любая характеристика сущности, значимая для рассматриваемой предметной области и предназначенная для квалификации, идентификации, классификации, количественной характеристики или выражения состояния сущности. Атрибут представляет тип характеристик или свойств, ассоциированных с множеством реальных или абстрактных объектов (людей, мест, событий, состояний, идей, предметов и т.д.). Экземпляр атрибута — это определенная характеристика отдельного элемента множества. Экземпляр атрибута определяется типом характеристики и ее значением, называемым значением атрибута. На диаграмме "сущность-связь" атрибуты ассоциируются с конкретными сущностями. Таким образом, экземпляр сущности должен обладать единственным определенным значением для ассоциированного атрибута.

Наиболее распространенными методами для построения ERD-диаграмм являются метод Баркера и метод IDEFI.

Метод Баркера основан на нотации, предложенной автором, и используется в case-средстве Oracle Designer.

Метод IDEFI основан на подходе Чена и позволяет построить модель данных, эквивалентную реляционной модели в третьей нормальной форме. На основе совершенствования метода IDEFI создана его новая версия — метод IDEFIX, разработанный с учетом таких требований, как простота для изучения и возможность автоматизации. IDEFIX-диаграммы используются в ряде распространенных CASE-средств (в частности, ERwin, Design/IDEF).

В методе IDEFIX сущность является независимой от идентификаторов или просто независимой, если каждый экземпляр сущности может быть однозначно идентифицирован без определения его отношений с другими сущностями.

Сущность называется зависимой от идентификаторов или просто зависимой, если однозначная идентификация экземпляра сущности зависит от его отношения к другой сущности.

В ERwin используются два уровня представления модели данных:

логический и физический (что соответствует концептуальному и логическому уровню, принятым в теории БД). На логическом уровне не рассматривается использование конкретной СУБД, не определяются типы данных (например, целое или вещественное число) и не определяются индексы для таблиц. Целевая СУБД, имена объектов и типы данных, индексы составляют второй (физический) уровень модели ERwin.

ERwin предоставляет возможности создавать и управлять этими двумя различными уровнями представления одной диаграммы (модели), равно как и иметь много вариантов отображения на каждом уровне.

Процесс построения информационной модели состоит из следующих этапов:

Создание логической модели данных:

- определение сущностей;

- определение зависимостей между сущностями;

- задание первичных и альтернативных ключей;

- определение не ключевых атрибутов сущностей.

Переход к физическому описанию модели:

- назначение соответствий имя сущности — имя таблицы, атрибут сущности — атрибут таблицы;

- задание триггеров, хранимых процедур и ограничений.

1.15 ПЛАНИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ В Microsoft Project мероприятий или работ, направленных на достижение поставленной цели.

Примерами проектов являются строительство зданий, комплексов, предприятий, освоение выпуска нового вида продукции, проведение модернизации производства, разработка программного продукта и т.д.

Проект обладает определенными свойствами.

• Проект всегда имеет четко определенную цель, которая выражается в получении некоторого результата. Достижение этого результата означает успешное завершение и окончание проекта. Например, для проекта строительства здания результатом является само здание, принятое в эксплуатацию.

• Проект имеет четко очерченное начало, которое совпадает с началом первой работы, направленной на достижение поставленной цели. Начало может задаваться директивно, либо рассчитываться в результате составления плана работ по проекту.

• Проект имеет четко очерченный конец, который совпадает с концом последней работы, направленной на получение заданного результата. Как и начало, конец проекта может задаваться директивно, или рассчитываться при составлении плана работ. Например, для проекта строительства здания конец проекта совпадает с датой акта сдачи/приемки его в эксплуатацию.

• Проект исполняется командой, в состав которой входит руководитель проекта, менеджеры, исполнители. Помимо основной команды в нем могут участвовать сторонние исполнители, команды и организации, которые привлекаются на временной основе для выполнения отдельных работ.

• При реализации проекта используются материальные ресурсы. Их номенклатура и количество определяются характером проекта и входящих в него работ. Так при строительстве дома используются песок, щебень, цемент, кирпич и т.п.

• Проект имеет бюджет. Стоимость проекта складывается из стоимости израсходованных материальных ресурсов, затрат по оплате труда реализующей его команды и прочих расходов, связанных с особенностями конкретных видов работ.

• Проект имеет ограничения трех видов.

- Ограничения по бюджету устанавливают предельную стоимость всего проекта или отдельных видов работ.

- Ограничения по времени задают предельные сроки окончания либо всего проекта, либо некоторых работ. Например, тестовые испытания должны проводиться в присутствии представителя заказчика, который будет присутствовать в заданный период времени.

- Ограничения по ресурсам определяются ограниченным составом команды или графиками поступления материальных ресурсов.

Жизненный цикл проекта - это промежуток времени между моментами его начала и завершения. Он делится на четыре фазы.

инвестиционных возможностей, обоснование осуществимости (технико­ экономическое обоснование) и планирование проекта.

• Фаза разработки проекта. Включает определение структуры работ и исполнителей, построение календарных графиков работ, бюджета проекта, разработку проектно-сметной документации, переговоры и заключение контрактов с подрядчиками и поставщиками.

• Фаза выполнения проекта. Включает работы по реализации проекта, в том числе строительство, маркетинг, обучение персонала и т.п.

• Фаза завершения проекта. Включает в общем случае приемочные испытания, опытную эксплуатацию и сдачу проекта в эксплуатацию.

Результат проекта - это некоторая продукция или полезный эффект, создаваемые в ходе реализации проекта. В качестве результата, в зависимости от цели проекта, могут выступать: научная разработка, новый технологический процесс, программное средство, строительный объект, реализованная учебная программа, реструктурированная компания, сертифицированная система качества и т.д. Об успешности проекта судят по тому, насколько его результат соответствует по своим затратным, доходным, инновационным, качественным, временным, социальным, экологическим и другим характеристикам запланированному уровню.

Управляемыми параметрами проекта являются:

• стоимость, издержки, расходы по проекту;

• временные параметры, включающие сроки, продолжительности и резервы выполнения работ и этапов проекта, а также взаимосвязи между работами;

человеческие или трудовые, финансовые, материально-технические, а также ограничения по ресурсам;

• качество проектных решений, применяемых ресурсов, компонентов проекта и прочее.

Задачами управления проекта являются:

• определение цели проекта и проведение его обоснования;

• создание структуры проекта (подцели, основные этапы работы, которые предстоит выполнить);

• определение необходимых объемов и источников финансирования;

• подбор команды исполнителей, подготовка и заключение контрактов со сторонними исполнителями;

• определение сроков выполнения проекта:

• составление графика его реализации:

• расчет необходимых для проекта материальных ресурсов, заключение контрактов с поставщиками;

• расчет сметы и бюджета проекта:

• планирование и учет рисков;

• обеспечение контроля за ходом выполнения проекта.

Управление проектом - это процесс планирования, организации и управления работами и ресурсами, направленный на достижение поставленной цели, как правило, в условиях ограничений на время, имеющиеся ресурсы или стоимость работ.

Управление проектом состоит из трех основных этапов:

• формирование плана проекта, • контроль за реализацией плана и оперативная его коррекция, • завершение проекта.

На первом этапе осуществляется обоснование проекта, составляется перечень работ и имеющихся ресурсов, производится распределение ресурсов по работам и оптимизация плана по критериям времени завершения проекта, суммарной стоимости проекта, равномерного распределения ресурсов, минимизации рисков. Здесь же производится заключение всех необходимых договоров со сторонними исполнителями, подрядчиками и поставщиками. Второй этап предполагает контроль выполнения проекта с целью своевременного выявления и устранения наметившихся отклонений от первоначального плана. При значительных отклонениях первоначальный план перерабатывается и составляется регламентированных действий, необходимых для завершения и прекращения работ по проекту. Например, подписание акта приемки/сдачи выполненных работ.

календарного планирования и оперативного управления.

Структурное планирование заключается в разбиении проекта на этапы и работы, оценки их длительности, определении последовательности их выполнения.

Результатом структурного планирования является сетевой график работ, который используется для оптимизации проекта по длительности.

(исполнителей). Результатом календарного планирования является диаграмма Ганта, графически отображающая периоды выполнения работ на оси времени. На этом этапе может выполняться оптимизация ресурсов и бюджета проекта.

фактического графика работ с плановым. Результатом серьезных отклонений является принятие решений об изменении первоначального структурного или календарного плана.

2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ МОДЕЛИ БОЛЬНИЦЫ

Требуется создать информационную систему в виде СУБД с необходимым набором управления, с помощью которых можно решать задачи ведения учета больных хирургического отделения больничного комплекса и составления отчетности с различными типами отчетов.

В этом подразделе будет рассказано об этапах проектирования информационных сетей, программных средствах и аппаратного обеспечении БД и СУБД различных типов.

Выбор аппаратной платформы и конфигурации системы представляет собой сложную задачу, связанную с характером прикладных систем, определяющим рабочую нагрузку вычислительного комплекса в целом. Однако часто оказывается просто трудно с достаточной точностью предсказать саму нагрузку, особенно в случае, если система должна обслуживать несколько групп разнородных по своим потребностям пользователей. Но даже если рабочую нагрузку удается описать с достаточной точностью, то можно только выяснить, какая конфигурация не справится с данной нагрузкой.

Рабочая нагрузка существенно определяется "типом использования" системы. Можно выделить серверы управления БД работающие в режиме разделения времени. Как правило серверы СУБД более сложны, чем серверы NFS, а серверы разделения времени, особенно обслуживающие различные категории пользователей, являются наиболее сложными для оценки. Существует ряд упрощающих факторов. Во-первых, как правило нагрузка на систему в среднем сглаживается особенно при наличии большого коллектива пользователей (хотя почти всегда имеют место предсказуемые пики). Во-вторых, универсальный характер большинства систем разделения времени, предполагает и большое разнообразие, выполняемых на них приложений. Далеко не все приложения интенсивно используют процессорные ресурсы, и не все из них связаны с интенсивным вводом/выводом. Поэтому смесь таких приложений на одной системе может обеспечить достаточно равномерную загрузку всех ресурсов.

• Для выполнения анализа конфигурации ИС должна рассматриваться как ряд соединенных друг с другом компонентов. Например, сети состоят из клиентов, серверов и сетевой инфраструктуры. Сетевая инфраструктура включает среду (часто нескольких типов) вместе с мостами, маршрутизаторами и системой сетевого управления, поддерживающей ее работу. В состав клиентских систем и серверов входят центральные процессоры, иерархия памяти, шин, периферийных устройств и программного обеспечения (ПО).

Появление любого нового направления в вычислительной технике определяется требованиями компьютерного рынка. Поэтому у разработчиков компьютеров нет одной единственной цели. Большая универсальная вычислительная машина (мейнфрейм) или суперкомпьютер стоят дорого. Для достижения поставленных целей при проектировании высокопроизводительных конструкций приходится игнорировать стоимостные характеристики.

Суперкомпьютеры фирмы Cray Research и высокопроизводительные мейнфреймы компании IBM относятся именно к этой категории компьютеров. Другим крайним примером может служить низкостоимостная конструкция, где производительность принесена в жертву для достижения низкой стоимости. Между этими двумя крайними направлениями находятся конструкции, основанные на отношении стоимость / производительность, в которых разработчики находят баланс между стоимостными параметрами и производительностью. Типичными примерами такого рода компьютеров являются миникомпьютеры и рабочие станции.

Для сравнения различных компьютеров между собой обычно используются стандартные методики измерения производительности. Эти методики позволяют разработчикам и пользователям использовать полученные в результате испытаний количественные показатели для оценки тех или иных технических решений, и в конце концов именно производительность и стоимость дают пользователю рациональную основу для решения вопроса, какой компьютер выбрать.

неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратуры.

обеспечивает ей, как логической машине, возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения неисправностей. Введение отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программного обеспечения. Направления, связанные с предотвращением неисправностей и с параллельности и отказоустойчивости вычислительных систем естественным дополнительные функциональные компоненты. Структура многопроцессорных и многомашинных систем приспособлена к автоматической реконфигурации и обеспечивает возможность продолжения работы системы после возникновения неисправностей.

Следует помнить, что понятие надежности включает не только аппаратные средства, но и программное обеспечение. Главной целью повышения надежности систем является целостность хранимых в них данных.

Масштабируемость представляет собой возможность наращивания числа и мощности процессоров, объемов оперативной и внешней памяти и других ресурсов вычислительной системы. Она должна обеспечиваться архитектурой и конструкцией компьютера, а также соответствующими средствами программного обеспечения.

Добавление каждого нового процессора в действительно масштабируемой системе должно давать прогнозируемое увеличение производительности и пропускной способности при приемлемых затратах. Одной из основных задач при построении масштабируемых систем является минимизация стоимости расширения компьютера и упрощение планирования. Потери производительности могут возникать при недостаточной пропускной способности шин из-за возрастания трафика между процессорами и основной памятью, а также между памятью и устройствами ввода/вывода. В действительности реальное увеличение производительности трудно оценить заранее, поскольку оно в значительной степени зависит от динамики поведения прикладных задач.

Концепция программной совместимости впервые в широких масштабах была проектировании всего ряда моделей этой системы заключалась в создании такой архитектуры, которая была бы одинаковой с точки зрения пользователя для всех моделей системы независимо от цены и производительности каждой из них.

Следует заметить, однако, что со временем даже самая передовая архитектура неизбежно устаревает и возникает потребность внесения радикальных изменений архитектуру и способы организации вычислительных систем.

В настоящее время одним из наиболее важных факторов, определяющих современные тенденции в развитии информационных технологий, является ориентация компаний-поставщиков компьютерного оборудования на рынок прикладных программных средств. Это объясняется прежде всего тем, что для конечного пользователя в конце концов важно программное обеспечение, позволяющее решить его задачи, а не выбор той или иной аппаратной платформы.

Переход от однородных сетей программно совместимых компьютеров к построению неоднородных сетей, включающих компьютеры разных фирмпроизводителей, в корне изменил и точку зрения на саму сеть: из сравнительно простого средства обмена информацией она превратилась в средство интеграции отдельных ресурсов - мощную распределенную вычислительную систему, каждый элемент которой (сервер или рабочая станция) лучше всего соответствует требованиям конкретной прикладной задачи.

Этот переход выдвинул ряд новых требований. Прежде всего такая вычислительная среда должна позволять гибко менять количество и состав аппаратных средств и программного обеспечения в соответствии с меняющимися требованиями решаемых задач. Во-вторых, она должна обеспечивать возможность запуска одних и тех же программных систем на различных аппаратных платформах, т.е. обеспечивать мобильность программного обеспечения. В третьих, эта среда должна гарантировать возможность применения одних и тех же человекомашинных интерфейсов на всех компьютерах, входящих в неоднородную сеть. В условиях жесткой конкуренции производителей аппаратных платформ и программного обеспечения сформировалась концепция открытых систем, представляющая собой совокупность стандартов на различные компоненты вычислительной среды, предназначенных для обеспечения мобильности программных средств в рамках неоднородной, распределенной вычислительной системы.

Одним из вариантов моделей открытой среды является модель OSE (Open System Environment), предложенная комитетом IEEE POSIX. На основе этой модели национальный институт стандартов и технологии США выпустил документ "Application Portability Profile (АРР). The U.S. Government's Open System Environment Profile OSE/1 Version 2.0", который определяет рекомендуемые для федеральных учреждений США спецификации в области информационных программного обеспечения. Все ведущие производители компьютеров и требований этого документа миникомпьютеров при переходе элементной базы машин с малой и средней степенью интеграции на большие и сверхбольшие интегральные схемы. ПК, благодаря своей низкой стоимости, завоевали прочные позиции на компьютерном рынке и создали предпосылки для разработки новых программных средств, ориентированных на конечного пользователя. Это прежде всего "дружественные интерфейсы", а также проблемно-ориентированные среды и инструментальные средства для автоматизации разработки прикладных программ.

Миникомпьютеры стали прародителями и другого направления развития современных систем - 32-разрядных машин. Создание RISC-процессоров и микросхем памяти емкостью более 1 Мбит привело к окончательному оформлению настольных систем высокой производительности, которые известны как рабочие станции. Первоначальная ориентация таких станций на профессиональных пользователей привела к тому, что рабочие станции это хорошо сбалансированные системы, в которых высокое быстродействие сочетается с большим объемом оперативной и внешней памяти, высокопроизводительными внутренними магистралями, высококачественной и быстродействующей графической подсистемой и разнообразными устройствами ввода/вывода. Быстрый рост производительности ПК на базе новейших микропроцессоров Intel в сочетании с резким снижением цен на эти изделия и развитием технологии локальных шин (VESA и PCI), позволяющей устранить многие "узкие места" в архитектуре ПК, делают современные персональные компьютеры весьма привлекательной альтернативой рабочим станциям.

В распределенной модели "клиент-сервер" часть работы выполняет сервер, а часть пользовательский компьютер (в общем случае клиентская и пользовательская части могут работать и на одном компьютере). Существует несколько типов серверов, ориентированных на разные применения: файл-сервер, сервер базы данных, принт-сервер, вычислительный сервер, сервер приложений. Тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, база данных, принтеры, процессоры или прикладные пакеты программ).

Файловые серверы небольших рабочих групп (не более 20-30 человек) проще всего реализуются на платформе персональных компьютеров и программном обеспечении Novell NetWare. Файл-сервер, в данном случае, выполняет роль высокопроизводительные машины для среды "клиент-сервер" значительно отличаются требованиями к аппаратным и программным средствам.

Типичными для небольших файл-серверов являются: процессор 486DX2/ или более быстродействующий, 32-Мбайт ОЗУ, 2 Гбайт дискового пространства и один адаптер Ethernet lOBaseT, имеющий быстродействие 10 Мбит/с. В состав таких серверов часто включаются флоппи-дисковод и дисковод компакт-дисков.

Графика для большинства серверов несущественна, поэтому достаточно иметь обычный монохромный монитор с разрешением VGA.

Скорость процессора для серверов с интенсивным вводом/выводом некритична. Они должны быть оснащены достаточно мощными блоками питания для возможности установки дополнительных плат расширения и дисковых накопителей. Желательно применение устройства бесперебойного питания.

Оперативная память обычно имеет объем не менее 32 Мбайт, что позволит операционной системе (например, NetWare) использовать большие дисковые кэши и увеличить производительность сервера. Как правило, для работы с многозадачными операционными системами такие серверы оснащаются интерфейсом SCSI (или Fast SCSI). Распределение данных по нескольким жестким дискам может значительно повысить производительность.

При наличии одного сегмента сети и 10-20 рабочих станций пиковая пропускная способность сервера ограничивается максимальной пропускной способностью сети. В этом случае замена процессоров или дисковых подсистем более мощными не увеличивают производительность, так как узким местом является сама сеть. Поэтому важно использовать хорошую плату сетевого интерфейса.

Однако для файл-серверов общего доступа, с которыми одновременно могут работать несколько десятков, а то и сотен человек, простой однопроцессорной платформы и программного обеспечения Novell может оказаться недостаточно. В этом случае используются мощные многопроцессорные серверы с возможностями наращивания оперативной памяти до нескольких гигабайт, дискового пространства до сотен гигабайт, быстрыми интерфейсами дискового обмена (типа Fast SCSI-2, Fast&Wide SCSI-2 и Fiber Channel) и несколькими сетевыми интерфейсами. Эти серверы используют операционную систему UNIX, сетевые протоколы TCP/IP и NFS. На базе многопроцессорных UNIX-серверов обычно строятся также серверы баз данных крупных информационных систем, так как на них ложится основная нагрузка по обработке информационных запросов. Подобного рода серверы получили название суперсерверов.

Мейнфрейм - это синоним понятия "большая универсальная ЭВМ".

Мейнфреймы и до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными (не считая суперкомпьютеров) вычислительными системами общего назначения, обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации. Они могут включать один или несколько процессоров, каждый из которых, в свою очередь, может оснащаться векторными сопроцессорами (ускорителями операций с суперкомпьютерной производительностью). В нашем сознании мейнфреймы все еще ассоциируются с большими по габаритам машинами, требующими специально кондиционирования. Однако это не совсем так. Прогресс в области элементно­ конструкторской базы позволил существенно сократить габариты основных устройств.

многопроцессорные системы, содержащие один или несколько центральных и высокоскоростными магистралями передачи данных. При этом основная вычислительная нагрузка ложится на центральные процессоры, а периферийные процессоры (в терминологии IBM - селекторные, блок-мультиплексные, мультиплексные каналы и процессоры телеобработки) обеспечивают работу с широкой номенклатурой периферийных устройств.

Стремительный рост производительности персональных компьютеров, рабочих станций и серверов создал тенденцию перехода с мейнфреймов на компьютеры менее дорогих классов: миникомпьютеры и многопроцессорные серверы. Эта тенденция получила название "разукрупнение" (downsizing). Однако этот процесс в самое последнее время несколько замедлился. Основной причиной возрождения интереса к мейнфреймам эксперты считают сложность перехода к распределенной архитектуре клиент-сервер, которая оказалась выше, чем предполагалось. Кроме того, многие пользователи считают, что распределенная среда не обладает достаточной надежностью для наиболее ответственных приложений, которой обладают мейнфреймы.

информационной системы предприятия возможен только после глубокого анализа проблем, условий и требований конкретного заказчика и долгосрочного прогнозирования развития этой системы.

относительно низкое соотношение производительность/стоимость. Однако фирмами-поставщиками мейнфреймов предпринимаются значительные усилия по улучшению этого показателя.

Основу для сравнения различных типов компьютеров между собой дают стандартные методики измерения производительности. Единицей измерения производительности компьютера является время: компьютер, выполняющий тот же объем работы за меньшее время является более быстрым. Время выполнения любой программы измеряется в секундах. Часто производительность измеряется как скорость появления некоторого числа событий в секунду, так что меньшее время подразумевает большую производительность.

Наиболее простой способ определения времени называется астрономическим временем, временем ответа (response time), временем выполнения (execution time) или прошедшим временем (elapsed time). Это задержка выполнения задания, включающая буквально все: работу процессора, обращения к диску, обращения к памяти, ввод/вывод и накладные расходы операционной системы. Однако при работе в мультипрограммном режиме вовремя ожидания ввода/вывода для одной программы, процессор может выполнять другую программу, и система не обязательно будет минимизировать время выполнения данной конкретной программы.

используется специальный параметр время ЦП (CPU time), которое не включает время ожидания ввода/вывода или время выполнения другой программы. Время ЦП для некоторой программы может быть выражено двумя способами:

количеством тактов синхронизации для данной программы, умноженным на длительность такта синхронизации, либо количеством тактов синхронизации для данной программы, деленным на частоту синхронизации. Производительность ЦП зависит от трех параметров: такта (или частоты) синхронизации, среднего количества тактов на команду и количества выполняемых команд. В процессе поиска стандартной единицы измерения производительности компьютеров было принято несколько популярных единиц измерения, вследствие чего несколько безвредных терминов были искусственно вырваны из их хорошо определенного контекста и использованы там, для чего они никогда не предназначались. В действительности единственной подходящей и надежной единицей измерения производительности является время выполнения реальных программ.

Важность создания пакетов тестов, базирующихся на реальных прикладных программах широкого круга пользователей и обеспечивающих эффективную оценку производительности процессоров, была осознана большинством крупнейших производителей компьютерного оборудования, которые в 1988 году учредили бесприбыльную корпорацию SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation). Основной целью этой организации является разработка и поддержка стандартизованного набора специально подобранных тестовых программ для оценки производительности новейших поколений высокопроизводительных компьютеров. Членом SPEC может стать любая организация, уплатившая вступительный взнос.

По мере расширения использования компьютеров при обработке транзакций в сфере бизнеса все более важной становится возможность справедливого сравнения систем между собой. С этой целью в 1988 году был создан Совет по оценке производительности обработки транзакций (ТРС - Transaction Processing Performance Council), который представляет собой бесприбыльную организацию.

Любая компания или организация может стать членом ТРС после уплаты соответствующего взноса. На сегодня членами ТРС являются практически все крупнейшие производители аппаратных платформ и программного обеспечения для автоматизации коммерческой деятельности. К настоящему времени ТРС создал три тестовых пакета для обеспечения объективного сравнения различных систем обработки транзакций и планирует создать новые оценочные тесты.

Конфигурация дисков определяется типом клиентов. Производительность дисковых накопителей меняется в широких пределах в зависимости от реализации требуемых от них методов доступа. Произвольный доступ по своей природе почти всегда некэшируем и требует, чтобы осуществлялось позиционирование дисковой каретки фактически для каждой операции ввода/вывода (механическое перемещение, которое существенно снижает производительность). При организации последовательного доступа, особенно последовательных обращений по чтению, требуется намного меньшее количество механических перемещений каретки диска на каждую операцию (обычно одно на цилиндр, примерно 1 Мбайт), что дает гораздо более высокую пропускную способность.

Проведение работ по оценке нагрузки на будущую систему оказывается не очень точным, но часто вполне хорошим приближением, которое пользователь может получить заранее. Для этого используются два основных подхода. Более предпочтительный метод заключается в измерении параметров существующей системы. Этот метод обеспечивает некоторую уверенность в точности оценки нагрузки по крайней мере на текущий момент времени, хотя нельзя конечно гарантировать, что нагрузка при эксплуатации системы в будущем останется эквивалентной существующей. Альтернативным методом является грубый расчет.

Он полезен, когда в распоряжении пользователя отсутствуют необходимые для измерения системы.

Чтобы создать достаточно точную конфигурацию системы необходимо знать две вещи: смесь операций NFS и общую пропускную способность системы. Смесь операций NFS позволяет показать, является ли система интенсивной по атрибутам или по данным.

Термин "архитектура системы" часто употребляется как в узком, так и в широком смысле этого слова. В узком смысле под архитектурой понимается архитектура набора команд. Архитектура набора команд служит границей между аппаратурой и программным обеспечением и представляет ту часть системы, которая видна программисту или разработчику компиляторов.

компьютерной промышленностью на современном этапе развития вычислительной микропроцессоров с полным набором команд (CISC - Complete Instruction Set Computer) считается компания Intel со своей серией х86 и Pentium. Эта архитектура является практическим стандартом для рынка микрокомпьютеров. Среди других особенностей RISC-архитектур следует отметить наличие достаточно большого регистрового файла (в типовых RISC-процессорах реализуются 32 или большее число регистров по сравнению с 8 - 16 регистрами в CISC-архитектурах), что позволяет большему объему данных храниться в регистрах на процессорном кристалле большее время и упрощает работу компилятора по распределению регистров под переменные. Для обработки, как правило, используются трехадресные команды, что помимо упрощения дешифрации дает возможность сохранять большее число переменных в регистрах без их последующей перезагрузки.

Следует отметить, что в последних разработках компании Intel (имеется в виду Pentium Р54С и процессор следующего поколения Р6), а также ее последователей-конкурентов (AMD R5, Cyrix M l, NexGen Nx586 и др.) широко используются идеи, реализованные в RISC-микропроцессорах.

В основе реализации иерархии памяти современных компьютеров лежат два производительность. Принцип локальности обращений говорит о том, что большинство программ к счастью не выполняют обращений ко всем своим командам и данным равновероятно, а оказывают предпочтение некоторой части своего адресного пространства.

Иерархия памяти современных компьютеров строится на нескольких уровнях, причем более высокий уровень меньше по объему, быстрее и имеет большую стоимость в пересчете на байт, чем более низкий уровень. Уровни иерархии взаимосвязаны: все данные на одном уровне могут быть также найдены на более низком уровне, и все данные на этом более низком уровне могут быть найдены на следующем нижележащем уровне и так далее, пока мы не достигнем основания иерархии.

Иерархия памяти обычно состоит из многих уровней, но в каждый момент времени мы имеем дело только с двумя близлежащими уровнями. Минимальная единица информации, которая может либо присутствовать, либо отсутствовать в двухуровневой иерархии, называется блоком. Размер блока может быть либо фиксированным, либо переменным. Если этот размер зафиксирован, то объем памяти является кратным размеру блока.

Успешное или неуспешное обращение к более высокому уровню называются соответственно попаданием (hit) или промахом (miss). Попадание - есть обращение к объекту в памяти, который найден на более высоком уровне, в то время как промах означает, что он не найден на этом уровне. Доля попаданий (hit rate) или коэффициент попаданий (hit ratio) есть доля обращений, найденных на более высоком уровне. Иногда она представляется процентами. Доля промахов (miss rate) есть доля обращений, которые не найдены на более высоком уровне.

Поскольку повышение производительности является главной причиной появления иерархии памяти, частота попаданий и промахов является важной характеристикой. Время обращения при попадании (hit time) есть время обращения к более высокому уровню иерархии, которое включает в себя, в частности, и время, необходимое для определения того, является ли обращение попаданием или промахом. Потери на промах (miss penalty) есть время для замещения блока в более высоком уровне на блок из более низкого уровня плюс время для пересылки этого блока в требуемое устройство (обычно в процессор). Потери на промах далее включают в себя две компоненты: время доступа (access time) - время обращения к первому слову блока при промахе, и время пересылки (transfer time) дополнительное время для пересылки оставшихся слов блока. Время доступа связано с задержкой памяти более низкого уровня, в то время как время пересылки связано с полосой пропускания канала между устройствами памяти двух смежных уровней.Чтобы описать некоторый уровень иерархии памяти надо ответить на следующие четыре вопроса:

(размещение блока).

(идентификация блока).

3. Какой блок должен быть замещен в случае промаха? (замещение блоков).

4. Что происходит во время записи? (стратегия записи).

Концепция кэш-памяти возникла раньше, чем архитектура IBM/360, и сегодня кэш-память имеется практически в любом классе компьютеров, а в некоторых компьютерах - во множественном числе.

Все термины, которые были определены раньше могут быть использованы и для кэш-памяти, хотя слово "строка" (line) часто употребляется вместо слова "блок" (block).

Рассмотрим организацию кэш-памяти более детально, отвечая на четыре вопроса об иерархии памяти.

Необходим способ определения того, что блок кэш-памяти содержит достоверную или пригодную для использования информацию. Наиболее общим способом решения этой проблемы является добавление к тегу так называемого бита достоверности (valid bit).

Адресация множественно-ассоциативной кэш-памяти осуществляется путем деления адреса, поступающего из процессора, на три части: поле смещения используется для выбора байта внутри блока кэш-памяти, поле индекса определяет номер множества, а поле тега используется для сравнения. Если общий размер кэш­ памяти зафиксировать, то увеличение степени ассоциативности приводит к увеличению количества блоков в множестве, при этом уменьшается размер индекса и увеличивается размер тега. При возникновении промаха, контроллер кэш-памяти должен выбрать подлежащий замещению блок. Польза от использования организации с прямым отображением заключается в том, что аппаратные решения здесь наиболее простые. Выбирать просто нечего: на попадание проверяется только один блок и только этот блок может быть замещен. При полностью ассоциативной или множественно-ассоциативной организации кэш-памяти имеются несколько блоков, из которых надо выбрать кандидата в случае промаха.

При обращениях к кэш-памяти на реальных программах преобладают обращения по чтению. Все обращения за командами являются обращениями по чтению и большинство команд не пишут в память. Обычно операции записи составляют менее 10% общего трафика памяти. Желание сделать общий случай более быстрым означает оптимизацию кэш-памяти для выполнения операций чтения, однако при реализации высокопроизводительной обработки данных нельзя пренебрегать и скоростью операций записи.

Блок из кэш-памяти может быть прочитан в то же самое время, когда читается и сравнивается его тег. Таким образом, чтение блока начинается сразу, как только становится доступным адрес блока. Если чтение происходит с попаданием, то блок немедленно направляется в процессор. Если же происходит промах, то от заранее считанного блока нет никакой пользы, правда нет и никакого вреда.

Когда процессор ожидает завершения записи при выполнении сквозной записи, то говорят, что он приостанавливается для записи (write stall). Общий прием минимизации остановов по записи связан с использованием буфера записи (write buffer), который позволяет процессору продолжить выполнение команд во время обновления содержимого памяти. Следует отметить, что остановы по записи могут возникать и при наличии буфера записи.

Обычно в кэш-памяти, реализующей запись с обратным копированием, используется размещение записи в кэш-памяти (в надежде, что последующая запись в этот блок будет перехвачена), а в кэш-памяти со сквозной записью размещение записи в кэш-памяти часто не используется (поскольку последующая запись в этот блок все равно пойдет в память).

Общепринятая в настоящее время концепция виртуальной памяти появилась достаточно давно. Она позволила решить целый ряд актуальных вопросов организации вычислений. Прежде всего к числу таких вопросов относится обеспечение надежного функционирования мультипрограммных систем.

В любой момент времени компьютер выполняет множество процессов или задач, каждая из которых располагает своим адресным пространством. Было бы слишком накладно отдавать всю физическую память какой-то одной задаче тем более, что многие задачи реально используют только небольшую часть своего адресного пространства. Поэтому необходим механизм разделения небольшой физической памяти между различными задачами. Виртуальная память является одним из способов реализации такой возможности. Она делит физическую память на блоки и распределяет их между различными задачами. При этом она предусматривает также некоторую схему защиты, которая ограничивает задачу теми блоками, которые ей принадлежат. Большинство типов виртуальной памяти сокращают также время начального запуска программы на процессоре, поскольку не весь программный код и данные требуются ей в физической памяти, чтобы начать выполнение.

Вопросы организации ввода/вывода в вычислительной системе иногда оказываются вне внимания потребителей. Это привело к тому, что при оценке производительности системы часто используются только оценки производительности процессора, а оценкой системы ввода/вывода пренебрегают.

Такое отношение к системам ввода/вывода, как к некоторым не очень важным понятиям, проистекает также из термина "периферия", который применяется к устройствам ввода/вывода.

Очевидно одной из наиболее правильных оценок производительности системы является время ответа (время между моментом ввода пользователем задания и получения им результата), которое учитывает все накладные расходы, связанные с выполнением задания в системе, включая ввод/вывод.

Кроме того, важность системы ввода/вывода определяется еще и тем, что быстрое увеличение производительности процессоров настолько изменило принципы классификации компьютеров, что именно по организации ввода/вывода мы можем как-то грубо их отличать: разница между мейнфреймом и миникомпьютером заключается в том, что мейнфрейм может поддерживать намного больше терминалов и дисков; разница между миникомпьютером и рабочей станцией заключается в том, что рабочая станция имеет экран, клавиатуру и мышь;

разница между файл-сервером и рабочей станцией заключается в том, что файлсервер имеет диски и ленточные устройства, а экран, клавиатура и мышь отсутствуют; разница между рабочей станцией и персональным компьютером заключается лишь в том, что рабочие станции всегда соединены друг с другом с помощью локальной сети.

Как правило периферийные устройства компьютеров делятся на устройства ввода, устройства вывода и внешние запоминающие устройства (осуществляющие как ввод данных в машину, так и вывод данных из компьютера). Основной обобщающей характеристикой устройств ввода/вывода может служить скорость передачи данных (максимальная скорость, с которой данные могут передаваться между устройством ввода/вывода и основной памятью или процессором). На рисунке 5.45. представлены основные устройства ввода/вывода, применяемые в современных компьютерах, а также указаны примерные скорости обмена данными, обеспечиваемые этими устройствами.

Экспертные системы (ЭС) - это прикладные системы ИИ, в которых база знаний представляет собой формализованные эмпирические знания высококвалифицированных специалистов (экспертов) в какой-либо узкой предметной области. Экспертные системы предназначены для замены при решении задач экспертов в силу их недостаточного количества, недостаточной оперативности в решении задачи или в опасных (вредных) для них условиях.

искусственным интеллектом. Необходимость их создания была вызвана острой нехваткой специалистов-экспертов, которые смогли бы в любой момент квалифицированно отвечать на многочисленные вопросы в своей области знаний.

Хороший эксперт всегда малодоступен, а очень хороший - тем более. Поэтому так важно и нужно иметь компьютер, обладающий знаниями эксперта, к которому можно обратиться в любой момент с профессиональным вопросом на естественном языке. Для того чтобы понять, зачем современному компьютеру необходимо быть интеллектуальным, рассмотрим взаимодействие человека, которого называют конечным пользователем и ЭВМ. Заметим, что специалист в своей области, решает свою и очень важную конкретную задачу, т. е. проектирует, лечит, ищет неисправность в конструкции, синтезирует нужные вещества, создает новую технологию, ищет месторождение и т. д. А ЭВМ нужна ему лишь для повышения эффективности его труда, пользователь и без нее может решить свою задачу - ведь справлялся же он с ней до изобретения ЭВМ! Поэтому к ЭВМ он обращается для того, чтобы решить свою задачу быстрее и качественней, чем прежде. Многолетний опыт применения ЭВМ выработал определенную систему взаимодействия пользователя и ЭВМ, в которую входит (а точнее входили), по крайней мере, два промежуточных звена: аналитик и программист-аналитик — это специалист по формальным методам решения задачи, т. е. прикладной математик, знакомый с предметной областью пользователя. Задачу пользователя, сформулированную на естественном языке, аналитик представляет в математической формуле и разрабатывает (или заимствует из справочника) алгоритм ее решения.

Составленную формализованную задачу и алгоритм ее решения он передает программисту, который составляет программу решения этой задачи на ЭВМ в виде текста на одном из языков, понятных машине, вводит ее через дисплей в ЭВМ и отлаживает эту программу. Программист расшифровывает результат, передает аналитику, и тот переводит решение на язык пользователя. Такая простейшая схема решения задачи конечного пользователя на ЭВМ. Естественно желание устранить промежуточные звенья. Первым шагом к решению этой проблемы стало создание языков высокого уровня, с помощью которых чрезвычайно упрощается процесс программирования. Аналитик, владеющий одним из этих языков, уже не нуждается в программисте и может сам составить программу для решения задачи пользователя. Схема упрощается Для того чтобы устранить и эту «лишнюю инстанцию», можно пойти одним из двух путей: передать функции аналитика конечному пользователю, чтобы он сам формализовал и программировал свою задачу, работая непосредственно на дисплее; или передать эти функции ЭВМ и автоматизировать процесс формализации и программирования решения задачи пользователя.

Первый путь требует обучения пользователя. В процессе обучения он должен научиться формализировать задачу, которую собирается решить на ЭВМ, т. е. выполнить роль прикладного математика в своей области и прикладного программиста, чтобы составить нужную программу. Именно так приходится поступать сейчас конечному пользователю, если он хочет решить свою задачу на ЭВМ. Почти все КП, использующие компьютер в своей области, идут этим тернистым путем, требующим много времени и усидчивости, чтобы стать программирующими пользователями (рис. 3). Поэтому так трудно внедрять ЭВМ в новые области. Ведь кроме желания работать на ЭВМ, надо еще очень много знать и уметь. На первых этапах эффективность труда специалиста не повышается, а снижается. Ему приходится тратить слишком много дополнительного времени на формализацию своей задачи и программирование, не говоря уже об отладке программы, на другие неизбежные программистские заботы. Остается один путь - «научить» компьютер формализовать задачи, программировать, решать их и представлять результат решения в виде, доступном пониманию пользователя.

Несмотря на то что создание таких интеллектуальных компьютеров, работающих в определенной предметной области, дело чрезвычайно сложное, на это пришлось пойти, чтобы не готовить из каждого специалиста -инженера, медика, историка - профессионального программиста. Казалось бы, проблему может решить всеобщая компьютерная грамотность. Однако она подразумевает лишь знакомство с компьютером и одним из алгоритмических языков, между тем от знакомства до профессионального использования языка программирования дистанция огромного размера. Чтобы использовать все возможности компьютера, надо уметь создавать сложные программы. Здесь необходимы профессиональные знания всех тонкостей программирования, т. е. все пользователи, независимо от специальности, должны стать программистами. Таким образом, создавалась почти тупиковая ситуация. Выход из этого трудного положения был открыт с появлением экспертных систем, которые гарантируют возможность пользования всей мощностью современного компьютера без овладения второй профессией — Это - компьютерная система, предназначенная для общения с непрограм­ мирующим конечным пользователем. Он ведет диалог с ЭС на естественном языке.

В процессе диалога ЭС «понимает» задачу пользователя, формализует ее, составляет программу решения, решает и выдает результат пользователю. Причем полученные решения бывают не только не хуже, а очень часто даже лучше рекомендаций, составленных экспертами в этой области. Поэтому такие компьютерные системы и назвали экспертными. Для своего нормального функцио­ нирования экспертная система выполняет функции аналитика, как в приведенной схеме (на рис. 2), т. е. она должна:

2. Понимать естественный язык, на котором пользователь излагает свою задачу.

2. Уметь построить формальную модель этой задачи, т. е. формализовать ее с тем, чтобы применить формальные методы решения.

3. Составить программу решения задачи (или в простейшем случае найти эту программу в своем архиве — банке данных).

4. Запустить программу и получить результат.

5. Интерпретировать результат, т, е. представить его в форме, доступной пользователю.

6. Объяснить (при необходимости), каким образом был получен этот ре­ зультат.

Из этих шести пунктов только четвертый (прогон программы) имеет искусственному интеллекту. Понимание естественного языка является обязательной чертой всякой ЭС. При этом содержание задачи в компьютер может вводиться по-разному: с пульта дисплея или голосом через микрофон. Сам компьютер также может общаться с пользователем, выводя текст на экран дисплея или через синтезатор речи. В процессе формулирования задачи между пользователем и ЭС должен происходить диалог, во время которого содержание задачи пользователь сообщает компьютеру. Ограниченность предметной области ЭС дает возможность создать весьма полную базу знаний по тому или иному предмету, явлению, что обеспечивает компьютеру возможность понимать пользователя так же, как понимают друг друга специалисты одной области, т. е. «с полуслова».

Но база знаний не только позволяет понимать пользователя, но и отвечать на его вопросы. Для этого она содержит сведения о том, каким образом поступали раньше специалисты в той или иной ситуации и что из этого вышло. Эти знания представлены в виде продукции, т. е. конструкций вида «если..., то...». Они дают возможность формализовать задачу пользователя, т. е. составить такую цепочку, связанную причинно-следственными связями, что в ее конце будет находиться ответ на заданный пользователем вопрос или поставлен другой вопрос, на который нужно ответить пользователю. Например, в медицинской ЭС: «если больной имеет повышенную температуру и насморк, то это возможно грипп». Для эффективной работы ЭС необходимо преобразовать описание исходной задачи в рабочую программу, которая ее решает. Эту функцию выполняет так называемый поставленной задачи на ЭВМ. Планировщик постоянно общается с базой знаний, откуда он черпает информацию о способах решения тех или иных задач, и о том, как составляются рабочие программы для ЭВМ. Таким образом одну ЭС составляют диалоговый процессор, база знаний и планировщик, которые и образуют так называемый интеллектуальный интерфейс между пользователями и компьютером. Каждая ЭС имеет подсистему объяснения, которая позволяет при необходимости разъяснить пользователю, каким образом получено то или иное решение и обосновать его (известно, что человек плохо воспринимает необоснованные советы).

В лице экспертных систем человек получил надежного партнера для решения своих насущных и сложных задач. Именно поэтому ЭС часто называют партнерскими системами.

Обычно экспертные системы рассматриваются с точки зрения их применения в двух аспектах: для решения каких задач они могут быть использованы и в какой области деятельности. Эти два аспекта накладывают свой отпечаток на архитектуру разрабатываемой экспертной системы.

ЭС состоит из следующих компонент:

• База знаний предназначена для хранения экспертных знаний о предметной области, используемых при решении задач экспертной системой. База знаний состоит из набора фреймов и правил-продукций.

о Фреймы используются в базе знаний для описания объектов, событий, ситуаций, прочих понятий и взаимосвязей между ними. Фрейм - это структура данных, состоящая из слотов (полей).

о Правила используются в базе знаний для описания отношений между объектами, событиями, ситуациями и прочими понятиями. На основе отношений, задаваемых в правилах, выполняется логический вывод. В условиях и заключениях правил присутствуют ссылки на фреймы и их слоты.

• База данных предназначена для временного хранения фактов или гипотез, являющихся промежуточными решениями или результатом общения системы с внешней средой, в качестве которой обычно выступает человек, ведущий диалог с экспертной системой.

• Машина логического вывода - механизм рассуждений, оперирующий знаниями и данными с целью получения новых данных из знаний и других данных, имеющихся в рабочей памяти. Для этого обычно используется программно реализованный механизм дедуктивного логического вывода (какая- либо его разновидность) или механизм поиска решения в сети фреймов или семантической сети.

• Машина логического вывода может реализовывать рассуждения в виде:

о дедуктивного вывода (прямого, обратного, смешанного);

о вероятностного вывода;

о унификации (подобно тому, как это реализовано в Прологе);

о поиска решения с разбиением на последовательность подзадач;

о поиска решения с использованием стратегии разбиения пространства поиска с учетом уровней абстрагирования решения или понятий, с ними связанных;

о монотонного или немонотонного рассуждения, о рассуждений с использованием механизма аргументации;

о ассоциативного поиска с использованием нейронных сетей;

о вывода с использованием механизма лингвистической переменной.

• Подсистема общения служит для ведения диалога с пользователем, в ходе которого ЭС запрашивает у пользователя необходимые факты для процесса рассуждения, а также, дающая возможность пользователю в какой-то степени контролировать и корректировать ход рассуждений экспертной системы.

• Подсистема объяснений необходима для того, чтобы дать возможность пользователю контролировать ход рассуждений и, может быть, учиться у экспертной системы. Если нет этой подсистемы, экспертная система выглядит для пользователя как "вещь в себе", решениям которой можно либо верить, либо нет.

Нормальный пользователь выбирает последнее, и такая ЭС не имеет перспектив для использования.

• Подсистема приобретения знаний служит для корректировки и пополнения базы знаний. В простейшем случае это - интеллектуальный редактор базы знаний, в более сложных экспертных системах - средства для извлечения знаний из баз данных, неструктурированного текста, графической информации и т.д.

2.3 ВНУТРЕННЕЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

сопровождающая лечение больных во время их пребывания на стационаре больничного комплекса. Основой БД является табличная форма истории болезней, в которой определены следующие поля и их форматы DPOST DVIPS GOP ТОР DOP SOP Лечащий врач при поступлении больного заполняет форму, отраженную в структуре таблицы БД и сопровождает ее заполнением в процессе всего периода обучения. Общий вид интерфейса БД представлен на рис. 2.2.

Для составления отчетности в работе использовался стандартный вывод данных из таблиц средствами СУБД ACCESS. При этом использовался механизм запросов с условиями, определяющими назначение отчетов хирургического отделения различных уровней иерархии и предназначения. В табл. Приложения приведены формы отчетов.

Далее пользователь программного эмулятора ИНС производит настройку параметров обучения нейронной сети, обучает нейронную сеть и сохраняет обученную нейросеть в файле проекта ИНС.

Механизмом практического осуществления муниципальной политики в области окружающей среды являются экологические программы, представляющие собой увязанные по ресурсам, исполнителям и срокам осуществления комплексы природоохранных, технологических, социально-экономических мероприятий, обеспечивающих эффективное решение задач в области оздоровления экологической ситуации в городе.

На территории Волгограда в настоящее время действуют следующие природоохранные программы:

* “Комплексная программа прекращения сброса сточных вод в Волгу”, утвержденная Постановлением Администрации Волгограда в 1996 г.;

* “Комплексная программа по оздоровлению экологической обстановки Волгограда”, одобренная решением коллегии администрации Волгограда в 1998 г.;

* “Концептуальные предложения по совершенствованию системы обращения с отходами производства и потребления в Волгограде”, утвержденные Постановлением Волгоградского городского Совета народных депутатов и Администрации Волгограда в 1999г.;

* “Концептуальные предложения по формированию озелененных территорий Волгограда”, утвержденные Постановлением Волгоградского городского Совета народных депутатов и Администрации Волгограда в 1999 г.;

* Муниципальная целевая программа “Чистая питьевая вода Волгограда”, утвержденная Постановлением Волгоградского городского Совета народных депутатов в 2002 г.

В 2003 году разработана муниципальная программа по улучшению экологической обстановки в Волгограде на 2004-2005 годы, которая утверждена Постановлением Волгоградского городского Совета народных депутатов № 66/1280 от 25.12.2003 г.

Подготовлена подпрограмма “Улучшение экологической обстановки в Волгограде на 2004, 2005 годы и на период до 2010 года”, которая включает комплекс первоочередных природоохранных мероприятий, позволяющих уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.

Вышеперечисленными программами предусматривается проведение работ по оздоровлению экологической обстановки в городе, внедрение которых позволит значительно снизить степень отрицательного воздействия производственной деятельности предприятий на окружающую среду, а также модернизация и техническое перевооружение экологически вредных производств, решение вопросов очистки выбросов, сбросов и утилизации отходов с восстановлением окружающей природной среды. Разработка мероприятий по эколого-социальной реабилитации территории Волгограда осуществлялась на основе системного анализа с привлечением данных по оценке ситуации и реальных возможностей, способствующих достижению поставленных целей.

Реализация природоохранных мероприятий в 2003 году позволила сократить выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух на 1416 тонн, сократить объем водопотребления и водоотведения, ликвидировать источники загрязнения, находящиеся в водоохранной зоне поверхностных водоемов, повысить надежность эксплуатации водохозяйственных сооружений и устройств, а также уменьшить объемы отходов, вывозимых на полигон для захоронения, путем вовлечения во вторичную переработку.

В 2003 году за счет средств бюджетного финансирования выполнены природоохранные мероприятия, которые позволили сократить сброс загрязняющих веществ в поверхностные водоемы, а также ликвидировать аварийные течи, так:

построен канализационный коллектор Д-500 мм. через ул. им. маршала Рокоссовского и сточные воды от областной клинической больницы № 1 и абонентов, в общем объеме 462 тыс. куб.м/год поданы в канализационный коллектор и далее на городские очистные сооружения. Ранее данные сточные воды без очистки сбрасывались через ливневый водовыпуск в р. Царица и далее в р.

Волга продолжались работы по обустройству сетей фекальной канализации по ул.

Азизбековой и ул. Неждановой в Ворошиловском районе. Канализация предусмотрена для сбора сточных вод от жилого сектора и более 10 организаций в объеме более 300 тыс. куб м./год с подачей их на биологические очистные сооружения о.Голодный. Департаментом совместно с администрацией Ворошиловского района проведена работа по привлечению предприятий в долевое участие финансирования данного проекта. В 2003 году выполнены работы по строительству 840,5 м.п. коллектора и уже в настоящее время к коллектору подключены ГУ “Волгоградская областная ветеринарная лаборатория” и производственная база МУП “Тепловые сети Ворошиловского района”.

Вместе с тем, значительная часть предусмотренных природоохранными программами мероприятий не выполнены, а именно:

* не ведется строительство КНС-7 с напорными коллекторами, ввод в эксплуатацию, которой решит вопрос прекращения сброса 3600 тыс. куб. м/год загрязненных промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод Советского района в р. Волгу (планируемый срок ввода - 1993 г.);

* не ведется строительство первоочередных объектов, входящих в комплекс сооружений 3-го блока станции аэрации (биологических очистных сооружениях о.

Голодный), в результате продолжается сброс 37473,9 т/год загрязняющих веществ в р. Волгу;

реконструкция внутриплощадочных сетей ОАО “Волгоградский завод ЖБИ-1”, сброс производственных сточных вод осуществляется в овраг “Вишневая балка”;

* не проведена рекультивация полигона бытовых отходов Ворошиловского района;

* не проводится реконструкция полигонов промышленных отходов ОАО “Тракторная компания “ВгТЗ” и ФГУП ПО “Баррикады”.

Основные причины невыполнения природоохранных программ связаны с общим недостатком финансовых ресурсов и отсутствием четкого экономико­ правового механизма компенсации ущерба, нанесенного окружающей природной среде.