Новые информационные технологии в автосервисе и на автотранспорте

1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

 

1.1. Основы математического обеспечения

 

Под математическим обеспечением понимается совокупность  экономико-математических моделей, математических методов их реализации, алгоритмов и программ, используемых для принятия решений в информационных технологиях [3].

Математическое обеспечение  играет значительную роль в компьютерных технологиях, так как оно определяет возможность использования технических  средств, «вселяет в персональный компьютер жизнь» [31].

При разработке математического обеспечения необходимо учитывать следующие принципы [12]:

1. Адекватность используемых математических моделей и методов технико-экономическому содержанию задач управления.
2. Необходимость применения типовых методов и алгоритмов для решения аналогичных задач на разных уровнях управления.
3. Обеспечение достаточной четкости алгоритмов, позволяющих принимать рациональное решение во внештатных ситуациях.
4. Использование математических моделей и методов, основанных на современных научных разработках и учитывающих передовую практику в области управления.

Модель представляет собой совокупность графических образов, их свойств, атрибутов и связей между ними, которая адекватно описывает некоторые свойства моделируемой предметной области.

Структура программного обеспечения приведена на рис. 1. 

К программам технического обслуживания персонального компьютера относятся программы загрузчики операционных систем, тестирующие программы, драйвера и утилиты [2]. Тестирующие программы запускаются при включении персонального компьютера для проверки работоспособности всех систем компьютера (процессора, монитора, оперативной и постоянной памяти, клавиатуры, носителей на жестких и гибких дисках и т.д.). Драйверы представляют собой программы, управляющие работой отдельных устройств компьютера (клавиатуры, монитора, различных накопителей и т.д.). Утилиты – это различные вспомогательные программы, облегчающие работу системным программистам.

 

Рис. 1. Укрупненная структура программного обеспечения

 

Операционная система включает комплекс программ, управляющих работой персонального компьютера в целом и осуществляющих диалог с пользователем. Операционные системы классифицируются [32]:

1. по использованию средств коммуникации:

а) автономные, используюзуемые в однотерминальных персональных компьютерах (ЭВМ) – MS DOS, ПЛ/1, Linux, Macintosh;

б) сетевые, обслуживающие  технологию “клиент” – сервер – OS/2, Unix, Windows; 

2) по количеству одновременно  обрабатываемых задач и обслуживаемых  пользователей:

а) однопользовательские, однопрограммные;

б) многопользовательские, многопрограммные, реализующие мультипрограммные режимы.

Операционная система Windows – универсальная многозадачная и многопоточная 32-разрядная операционная система с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми функциями, работающая в защищенном режиме, позволяющая совместно использовать ресурсы компьютера различными программами. Система сама очищает оперативную память после завершения работы приложения и управляет ресурсами компьютера.

Достоинствами системы являются поддержание длинных имен файлов, реализация механизма перетаскивания файлов (копирование, перемещение, удаление, печать), возможность построения интерфейса по желанию пользователя (расположение меню, панели инструментов, задач, папок) и т.д.

Системы программирования состоят из редактора программ, транслятора, компоновщика и отладчика программ. Все эти программы  ориентируются на какой-либо один язык программирования.

Редактор программ представляет собой обычный текстовый редактор, позволяющий создать программу на каком-либо языке высокого уровня (Бейсик, Паскаль, Си и т.д.).

 Транслятор программ – программа-переводчик, преобразующая пользовательскую программу с языка высокого уровня в машинные коды и осуществляющая орфографический и синтаксический контроль программы.

Трансляторы бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы. Интерпретаторы устанавливались на ранних типах компьютеров, имеющих значительные ограничения оперативной памяти. Они начинали работать одновременно с запуском программы на выполнение. Интерпретатор покомандно выполнял контроль программы, перекодировал команду  в машинные коды и передавал ее на выполнение.

Компилятор вначале всю программу контролирует на правильность ее составления,  затем всю программу перекодирует в машинные коды и далее программа запускается на выполнение.

Программа-компоновщик позволяет организовать единый пакет из программ, написанных на различных языках. Следует отметить, что программы обработки экономической информации обладают большими размерами. С целью сокращения времени при подготовке таких программ используется принцип «снизу – вверх», то есть программа разделяется на логические части, которые могут быть подготовлены различными программистами на разных языках программирования.

Функция отладчика – отыскать синтаксические ошибки в программе. Как правило, работоспособность программ проверяется на контрольном примере. Основным требованием к контрольному примеру является охват всех веток алгоритма. Таким образом, программа-отладчик позволяет выявить все ошибки в подготовке программы и при проверке ее работоспособности реализовать, при необходимости, пошаговый режим вычислений (проверка результатов вычислений по каждой машинной команде).

К пакетам общего назначения относятся [25]:

- редакторы (текстовые, графические, музыкальные, мультимедийные, виртуальных миров, презентаций и т.п.);

- табличные процессоры (Excel и т.п.);

- системы управления базами данных (Access, Fox Pro и т.п.);

- архиваторы.

Архиваторы информации предназначены для экономии места  на диске за счет сжатия (упаковки одного или нескольких файлов в архивный файл) [49].

Архивация – это процесс преобразования информации, находящейся в файле, к виду, при котором уменьшается избыточность в ее представлении и соответственно уменьшается объем памяти, необходимой для хранения.

Архиваторы используются для следующих операций:

- хранения в упакованном виде больших объемов информации (экономия места для хранения, облегчается доступ к информации);

- переноса больших  объемов информации на дискетах, дисках и по электронной почте (экономия времени и уменьшение стоимости передачи);

- создания резервных копий важной информация (операционные системы, стандартные пакеты прикладных программ, антивирусные программы, базы данных и т.д.);

- защиты информации от несанкционированного доступа (использование специального пароля);

- защиты информации от компьютерных вирусов (компьютерные вирусы пока не заражают упакованные файлы);

- синхронизации процесса вывода на экран мультимедийной информации (см. рис. 2).

 

  Диск                       Оперативная память                       

Медленный                                Быстрая                                   Быстрый вывод

поиск, считы-                   распаковка процессором              на экран (24 кадра/с)

вание, передача

 

Рис. 2. Укрупненная схема поиска, считывания и вывода на экран мультимедийной информации

 

Устранение избыточности осуществляется различными способами:

а) исключение неиспользуемых битов в цифровой информации;

б) упрощение кодов за счет исключения из них повторяющихся битов;

в) представление повторяющихся  символов или повторяющихся последовательностей  символов в виде коэффициента повторения и соответствующих символов;

г) перекодировка информации при  помощи упрощенного (более короткого) кода.

Архиваторы – программы-упаковщики, реализующие процесс архивации, позволяющие создавать и распаковывать архивы. Наиболее популярны архиваторы ARJ, PKZIPT, RAR, PAK, ZOO, ACE, AIN. Все они отличаются форматом архивных файлов, скоростью работы, степенью сжатия, набором услуг, удобством пользования (интерфейсом), собственным размером. Некоторые из них создают самораспаковывающиеся файлы с расширением EXE (распаковываются при запуске),  содержащие сжатые файлы и программы распаковщика. В этом случае для распаковки не требуется архиватор. Большие по объему архивные файлы могут быть размещены на нескольких дисках (дискетах) – многотомные архивы.

Степень сжатия файлов характеризуется коэффициентом сжатия (Кс), определяемым как отношение объема сжатого файла (Vc) к объему исходного файла (Vо), выражается в процентах:

                         Vc

                  Kc = ------ _{X 100%    .                                                          (  1  )}

                            Vо

Степень сжатия зависит  от используемой программы, метода сжатия и типа исходного файла. Наиболее хорошо сжимаются файлы графических образов, текстовые файлы и файлы данных, для которых степень сжатия может достигать 15 – 40 %, меньше сжимаются файлы исполняемых программ и загрузочных модулей – 60 – 90 %.

Пакеты математической статистики и систем исследования операций включают программные комплексы [28, 29]:

- STATISTICA и SPSS, содержащие программы для статистической обработки данных;

- MATHCAD, содержащие программы для реализации различных экономико-математических моделей.

Справочно-информационные и правовые системы содержат пакеты:

- QUTLOOK (персональная информационная система);

- справочно-правовые системы Гарант, Консультант Плюс, Кодекс.

К профессионально-ориентированным пакетам относятся:

- бухгалтерские системы («1С: Бухгалтерия»);

- система управления  предприятием («1С: Предприятие»);

- система управления  производством («Производство»);

- система управления делопроизводством («Дело», «Референт», «Золушка»);

- система управления  складским комплексом («1С: Склад»);

- система управления  людскими ресурсами («1С: Кадры»);

- система управления  конструкторскими работами («AUTOCAD»);

- система управления  страховой деятельностью («Парус»);

- банковские системы («Банк»);

- системы, поддерживающие  брокерские и биржевые технологии;

- издательские системы.

Программное обеспечение  пользователя включает программы, разработанные для конкретной организации, предприятия и программы, адаптированные  к конкретным условиям.

 

 

1.2. Компьютерные технологии интеллектуальной поддержки управленческих решений

 

При информатизации задач  управления наибольший экономический эффект возможен при  использовании компьютерных технологий для интеллектуальной поддержки управленческих решений. При этом можно использовать один из двух подходов: автоматизация существующих методов и способов управления, выполняемых в так называемом ручном режиме или использование экономико-математических моделей, реализующих оптимизационные научно-обоснованные методы управления [5]. Второй подход предполагает использование самых современных методов управления, что позволит повысить эффективность разрабатываемых управленческих решений.

К экономико-математическим моделям и методам относятся  методы исследования операций, методы математической статистики, теория расписаний и  управления запасами, теория игр, эвристические методы.

Методы исследования операций включают: линейное, дискретное, динамическое и стохастическое программирование, а также многокритериальные модели и сетевые методы планирования [48].

Линейное программирование заключается в поиске оптимального решения для линейной целевой функции, при линейных ограничениях и ограничениях на неотрицательность переменных.

С помощью линейного  программирования может решаться широкий круг задач планирования производства, технико-экономического планирования, финансовой деятельности, распределения ресурсов.

Особенность линейного  программирования заключается в  том, что с его помощью можно  не только получать оптимальное решение, но и исследовать чувствительность полученного решения к изменениям исходных данных.

Модели линейного программирования решаются симплекс-методом, методом  потенциалов, методом аппроксимации, двойного предпочтения и т.д.

Важное место в информационных системах управления (ИСУ) принадлежит методам дискретного программирования, ориентированного на решение задач оптимизации, в которых переменные могут принимать фиксированные значения (целочисленное программирование – распределение единиц техники по объектам). Частным случаем задач дискретного программирования являются задачи с булевыми переменными, в которых переменные могут принимать значение только 0 или 1. Это задачи выбора одного из двух вариантов решений для каждого объекта.