МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ - Студенческий научный форум

XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Здасюк Ю.С. 1, Назарова Ю.Н. 1
1Волгоградский государственный аграрный университет
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Модель в более широком смысле — это любой образ, мысленный аналог или фиксированный образ, описание, схема, рисунок, и т. д., любой критерий, процесс или явление, используемые в качестве замены или представителя. Сам предмет, процесс или явление называют оригиналом этой модели. Моделирование – это изучение любого объекта или системы объектов путем построения и изучения их моделей. Он включает в себя использование моделей для определения или улучшения характеристик оригинала. Каждый метод научного исследования основан на идее моделирования, при этом в теоретических методах используются разные виды символических, абстрактных моделей, в экспериментальных - предметные модели.

Математическим моделям, строительным материалам и инструментам этих моделей — математическим понятиям — отводится особая роль в науке.

При построении математической модели изучаемого нами объекта или явления мы выделяем те свойства, характеристики и детали, которые, с одной стороны, содержат более или менее полную информацию об объекте, а с другой допускают математическую формализацию. Математическая формализация означает, что свойства и детали объекта могут быть связаны с соответствующими математическими понятиями: числами, функциями, матрицами и т. д.

Основные этапы математического моделирования следующие:

изготовление модели. На этом этапе задается некий «нематематический» объект — явление природы, конструкция, экономический план, производственный процесс и т. д. При этом, как правило, четко описать ситуацию сложно. Сначала определяются основные характеристики явления и связи между ними на качественном уровне. Затем на языке математики оформляются найденные качественные зависимости, таким образом строится математическая модель. Это самый сложный этап моделирования;

решение математической задачи, к которой приводит модель. На данном этапе большое внимание уделяется разработке алгоритмов и численных методов решения задачи на ЭВМ, с помощью которых результат может быть найден с требуемой точностью и в разумные сроки;

интерпретация следствий, полученных из математической модели. Последствия модели на языке математики интерпретируются на языке, принятом в данной области;

проверка модели. На этом этапе определяется, соответствуют ли экспериментальные результаты теоретическим следствиям модели с определенной точностью;

модификация модели. На этом этапе происходит либо усложнение модели для придания ей большего соответствия реальности, либо ее упрощение для достижения практически приемлемого решения.

Предложен комплекс математических моделей процессов сбора, хранения и обработки информации для оценки качества и оптимизации процессов функционирования ИС. Составными показателями качества, отражающими потребительские свойства информации, используемой в стационарном режиме работы ИС, являются:

вероятность достоверного представления информации при выполнении функциональной задачи (ФЗ);

вероятность предоставления требуемой информации в течение определенного времени;

вероятность того, что база данных (БД) полностью отражает истинные объекты учета того или иного вида;

вероятность отсутствия скрытых случайных ошибок в проверяемой информации;

вероятность отсутствия скрытых случайных ошибок пользователей ИС или поставщиков услуг до или во время внедрения ФЗ;

вероятность отсутствия латентного вирусного эффекта до или во время выполнения ФЗ и выполнение ФЗ не будет прервано противовирусной профилактикой;

вероятность сохранения адекватности информации при ее использовании;

вероятность предотвращения несанкционированного доступа (несанкционированного доступа);

вероятность сохранения конфиденциальности.

Модель процессов представления информации в условиях ненадежности программно-технических средств.

Под достоверностью представления требуемой (принудительно выдаваемой) выходной информации понимается свойство ПТС своевременно поддерживать значения в определенных пределах с учетом условий эксплуатации и обслуживания ИС. Параметры, свидетельствующие о возможности сотрудничества: обеспечить прием, автоматическую обработку запроса и представление (выдачу) выходной информации в соответствии с реализованным алгоритмом.

Для оценки достоверности представления необходимой (принудительной) выходной информации в ИС используется следующая модель. PTS все время находятся в одном из двух состояний AC (с точки зрения поиска информации о пользователе): активном и неактивном.

Рисунок 1 – Модели оценки достоверности представления выходной информации

В случайный момент пользователь отправляет запрос на предоставление выходного документа (получает распоряжение о принудительной выдаче выходной информации).

запрос, полученный в течение сеанса в момент времени t работы TCP, находит ИС в рабочем состоянии и ИС находится в этом состоянии все время, необходимое для подачи запрашиваемого документа (обработка запроса);

запрос, полученный в течение сеанса в момент времени t работы TCP, находит ИС в рабочем состоянии, но ИС находится в этом состоянии меньшее время, чем требуется для подачи запрашиваемого документа (обработка запроса);

запрос, полученный во время сеанса в момент времени t работы ПТС, определяет, что ИС находится в нерабочем состоянии.

Модель процесса очереди для требований к информации в СИСТЕМЕ.

Прием выходной информации в систему осуществляется по запросам, требующим определенного времени обработки. Работа с претензиями – это выполнение функциональных задач (ФЗ). В связи с конкуренцией различных требований к информационным и программным источникам ИС (со стороны пользователей, при выполнении технологических операций или автоматическом приеме информации, поступающей по каналам связи и т.п.) могут возникать очереди. Заявки в очереди обслуживаются в соответствии с принятой технологией обработки. При появлении очереди запросов выполняется привязка требуемой функциональной задачи. Моментом завершения обработки запроса является предъявление запрошенного (принудительно выданного) выходного документа.

Для оценки своевременности представления запрашиваемой (выдаваемой принудительно) выходной информации в ИС широко используются модели массового обслуживания 5-10, иллюстративно представленные на рисунке 2. Процессы обработки запросов в ИС формируются как процессы массового обслуживания в приоритетной системе с бесконечным числом мест для ожидания и произвольной функцией распределения времени обработки запросов (M/G/1/?).

Предположение, что количество очередей бесконечно, на практике означает выделение таких объемов буфера и памяти базы данных для хранения запросов, ввода и вывода информации, которые при правильном использовании обеспечивают отсутствие потери информации в системе из-за возможного переполнения. Поскольку в последние годы наметилась устойчивая тенденция к значительному увеличению объема оперативной и внешней памяти и снижению ее стоимости в современных электронно-вычислительных устройствах, нехватка памяти становится все менее распространенной и, вероятно, перестанет вызывать практические проблемы в ближайшем будущем. С учетом вышеизложенного введенное допущение о бесконечности числа мест ожидания в системе представляется вполне разумным.

Рисунок 2 – Модели массового обслуживания

Модель процесса визуального контроля информации, вносимой в базу данных (БД).

Типовая технология подготовки и контроля входной информации в ИС представлена ​​на рисунке 3.

В процессе визуальной проверки различают период сохранения концентрации внимания должностного лица (в котором предполагается обнаружение всех ошибок в проверяемых данных) и период утомления, когда во входном документе появляется первая ошибка.

Предполагается, что все выявленные ошибки были корректно исправлены. Кроме того, вы можете установить ограничения по времени для контроля документов, что характерно для систем реального времени. В целом периоды концентрации и утомления определяются квалификацией (физическое состояние считается нормальным). Должностное лицо, собирающее информацию (т.е. отвечающее за их синтаксическую составляющую), может выступать в роли руководителя и лица, подготавливающего или принимающего решения (т.е. отвечающего за смысловую составляющую информации).

Рисунок 3 - Модель процесса визуального контроля информации.

Рисунок 4 – Визуальное выявление исправления выявленных ошибок

Таким образом, в данной статье были рассмотрены основные этапы математического моделирования (самые важные при построении модели), этапы рассмотрения комплекты модели, а также модель процессов представления информации в условиях ненадежности программно-технических средств, модель процесса очереди для требований к информации в СИСТЕМЕ, Модель процесса визуального контроля информации, вносимой в базу данных.

Просмотров работы: 101