Рис. 3.2. Матрица документа табличного вида
Модель табличного документа можно отобразить четверкой
Q = Qk, A, B, D (3.54)
где Qk - матрица документа Qk = ||qij||, i = 1,m, j = 1,n;
qij - реквизиты-основания (числа), отражающие количественное состояние объектов;
А- кортеж реквизитов-признаков (наименование строк таблицы), отражающий качественные стороны состояния объектов;
В - кортеж реквизитов-признаков, (наименования столбцов таблицы), отражающий качественные стороны состояния объектов;
D - кортеж реквизитов-признаков, отражающий качественные стороны состояния объектов общего уровня и относящиеся как к А, так и к В;
qi,n+1, qm+1,j - реквизиты-основания типа «итого», «всего» или контрольные суммы соответственно по строкам и столбцам, отражающие количественное состояние объектов.
Рассматриваемая модель табличного документа в определенном допущении может быть представлена в синтаксическом отношении как кодовый ансамбль. В этом ансамбле информационные группы отображаются совокупностью значений показателей по документо-строкам и (или) документо-графам, а также контрольными суммами и (или) значениями показателей типа «всего» и «итого». В данном случае контрольные суммы обладают своеобразными свойствами синдромов, то есть опознавателей ошибок. Вместе с тем, семантические свойства документа, в частности, арифметическая связь контрольных сумм с соответствующими значениями показателей, представленными не в двоичной, а в десятичной системе, устраняют необходимость модульного или другого способа формирования синдромов. Указанные связи между значениями элементов матрицы документа обеспечивают потенциальную возможность автоматического обнаружения ошибок и их исправление без непосредственного участия оператора ЭВМ. С учетом выявленных выше свойств аналогии построим модель алгоритма автоматического восстановления достоверности показателей документов табличного вида.
Исходя из анализа свойств реквизитов-оснований, наблюдается взаимосвязь элементов типа арифметического баланса
qi,n+1 = (3.55)
qm+1,j = (3.56)
При условии внесения ошибки в какой-либо элемент qij на этапах обработки нарушаются условия соотношений типа (3.55.), (3.56). С целью автоматического обнаружения ошибок и их исправления при вводе в ЭВМ указанные соотношения проверяются программно. Сначала проверяется равенство
(3.57)
Если равенство не соблюдается, то на принтер или дисплей, в рамках протокола ввода документов в ЭВМ, выдается сообщение об отсутствии равенства указанного типа и идентификатор документа. Если же равенство (3.57) соблюдается, то проверяется далее условие
(3.58)
если в i-й cтроке равенство не выполняется,
(3.59)
то производится замена ошибочной строки на строку с элементами
, (3.60)
после чего оператору выдается сообщение на принтер об ошибке и ее исправлении с указанием индекса документа, а также значение замененного ошибочного реквизита-основания и заменяющего достоверного реквизита-основания.
Если же нарушение условия (3.58) более чем в одной строке, то для столбцов матрицы проверяется условие
(3.61)
Если же нарушение условия имеет место в одном столбце
(3.62)
то заменяется столбец на столбец с элементами
(3.63)
и выдается сообщение на принтер об ошибке и её исправлении.
Если же нарушение более чем в одном столбце, то на дисплей или принтер выдается сообщение об ошибках с обозначением модификации ошибок и их адресов. Заметим, что при условии какой-либо ошибки, например, транспозиции (перестановки) нарушается условие (3.55). Это и идентифицируется как ошибка относительно и . Обнаружение выполняется не только в случаях транспозиции, но и других различных искажений лексического, синтаксического, логического и арифметического свойства по набору каждой отдельной строки и (или) столбца матрицы документа. Таким образом, алгоритм позволяет программное исправление однократных и обнаружение многократных ошибок относительно строки и (или) столбца матрицы контролируемого документа.
При практическом применении данного метода следует учитывать два случая. В первом случае в формате первичного документа отсутствуют реквизиты типа «всего», «итого» как по строкам, так и по столбцам. Во втором случае указанные реквизиты взаимосвязаны с неполным набором реквизитов-оснований строки и (или) столбца. В первом случае на этапе подготовки документа целесообразно подсчитать контрольные суммы, а во втором случае можно применить данный метод по субматрице документа в пределах соответствующих контрольных сумм (реквизиты типа «всего»), если реализация дополнительных трудозатрат в конкретной ИС является проблематичной. Следует иметь в виду, что в любом случае применением контрольных сумм является целесообразным.
С учетом рассмотренных выше моделей примем определение - «формализованная модель совершенствования качества ИС - это отображение существенных свойств информационной системы математическими и (или) графическими средствами». В нашем случае к графическим средствам можно отнести рисунки, эскизы, графики, диаграммы, гистограммы, экспликации, чертежи и др. Каждый из указанных видов графического материала применяется в зависимости от характера отображения системы СКИС.
Выводы
1. Дальнейшим логическим развитием дескриптивных моделей СКИС и решения задач УКИС являются математические модели. Основой для создания математических моделей являются методологические положения и соответствующие концептуальные модели. Одним из условий логики организации набора моделей является построение принципиальной (обобщённой) математической модели СКИС и соотношение в ее составе маргинальных математических моделей, конкретизирующих и развивающих принципиальную модель СКИС.
2. В силу разнообразия и сложности задач СКИС при создании математических моделей СКИС и решения задач УКИС применяются методы теории управления, теории вероятностей и математической статистики, теории множеств, теории квалиметрии и др.
3. Значимыми моделями СКИС являются модели измерения и оценки КИС. Построение математической модели оценки КИС выполнено в соответствии с концепцией расчетно-аналитического метода оценки, как наиболее адекватного для СКИС.
4. Одним из адекватных методов определения обоснованного набора показателей является метод анализа неоднородности статистической структуры дефектов обработки данных технологического процесса ИС. На основе кластер-анализа можно выполнить кластеризацию дефектов, выделить свойства полученных кластеров и определить тем самым первичные показатели качества функционирования ИС. В нашем случае это могут быть показатели достоверности, полноты своевременности обработки данных и др.
5. На основе этих показателей могут быть определены обобщенные показатели качества ИС, в нашем случае, это показатели производительности ИС и себестоимости обработки документов ИС. Значения обобщенных показателей могут быть определены в рамках модели множественной линейной регрессии отдельно как по производительности, так и по себестоимости. Регрессорами в уравнениях регрессии будут значения дефектов по достоверности, полноте и своевременности. Полученные посредством решения уравнений коэффициенты весомости будут обозначать значимость регрессоров уравнения, а нулевой коэффициент - значение зависимой переменной, в нашем случае это производительность и/или себестоимость, то есть их значения при условии абсолютного отсутствия дефектов - идеального функционирования ИС.
6. Одним из способов минимизации дефектов обработки и улучшения качества ИС является метод автоматического (программного) обнаружения дефектов в значениях цифровых показателей документов табличной структуры, программного вычисления достоверных (правильных) значений показателей и замены недостоверного значения на достоверное (вычисляемое программно). Метод основан на теории помехоустойчивого кодирования, в частности, на применении синдрома-опознавателя ошибок, в роли которого в табличном документе могут выступать итоговые и групповые значения показателей типа «всего», «итого» и др.
Глава 4. Экспериментальное исследование моделей совершенствования качества информационных систем
4.1 Постановка задачи экспериментального исследования моделей совершенствования качества ИС
Физическое моделирование качества ИС. Этап физического моделирования должен обеспечить на экспериментальном уровне проверку реальной работоспособности созданных моделей СКИС и их адекватность. Для реализации этого этапа разрабатывается физическая модель СКИС в соответствии с условиями, рассмотренными в разделе 1.2. «Физическая модель системы СКИС - это совокупность методов и средств редуцированного натурного воплощения системы СКИС, предназначенная для проверки в реальных условиях работоспособности будущей системы и адекватности ее моделей». В определенном отношении физическая модель системы СКИС обладает свойствами реальной системы. Для ее построения привлекаются материальные средства - ЭВМ, периферийные устройства, документы, файлы, базы данных, программы обработки данных и другие компоненты, планируемые для создания системы СКИС. Физическая модель системы СКИС является редуцированным, то есть ее уменьшенным отображением [101]. Уменьшение здесь не механическое, не произвольное, а гармонизированное. В ней представлены только те свойства, которые необходимо отнести к разряду существенных. В данном условии комплекс технических средств, база данных, набор программ физической модели является если не минимальными, то, во всяком случае, неполными. Так, например, для эксперимента в ЭВМ вводится не вся база данных, а только 50, или 100, или 200 документов, но представляющих собой полный спектр семантических, синтаксических и прагматических свойств будущей базы данных в ее полном физическом объеме. Метод редукции позволяет обеспечить проверку максимально возможного состава функций и параметров будущей системы при минимальных затратах на изготовление ее физического воплощения, то есть натурной модели. Если на этапе исследования модели будут выявлены принципиальные ошибки, то это позволит избежать напрасных ресурсных затрат при создании реальной системы СКИС. Подготовка и экспериментальное исследование проводится в соответствии с общими положениями теории планирования эксперимента [12,165].
Подготовка эксперимента для проверки адекватности моделей. Планирование, разработка и экспериментальное исследование моделей СКИС выполняется обычно в контексте решения задач по созданию конкретных систем СКИС. При разработке программы вычислительного эксперимента учитываются требования к проведению эксперимента, содержание моделей СКИС, особенности автоматизированной обработки экспериментальных данных, программного обеспечения и др.
На этапе экспериментального исследования выполняются следующие работы:
· устанавливается порядок сбора и регистрации данных, характеризующих КИС;
· сбор и обработка данных на ЭВМ и получение статистических оценок по КИС;
· расчет показателей качества обработки ИС и заполнение «Карты оценки и анализа качества ИС» (далее «Карта»);
· анализ «Карты» и определения уровня качества ИС, ее компонентов, процесса обработки информации, информационной продукции и др.;
· выявление и анализ факторов, влияющих на качество ИС и др.
С целью обеспечения сбора необходимых экспериментальных данных разрабатывается «Методика выявления и регистрации дефектов информационных систем» (Приложение 1). При этом данные регистрируются в разработанную специальную форму «Ведомость выявленных дефектов ИС» (Приложение 2). Сбор статистических данных проводится обычно выборочно комбинированным методом по этапам технологии. Регистрация сведений в «Ведомости выявленных дефектов» проводится путем их кодирования в соответствии со специально разработанными классификаторами (приложение 3).
Одним из эффективных направлений для устранения вышеуказанных недостатков в технологии обработки является создание методов и средств программного обнаружения и устранения дефектов в обработке данных. Одним из принципиальных вопросов является разработка алгоритмов и соответствующих программ обработки и контроля данных, в частности, автоматического распознавания и коррекции ошибок в значениях показателей документов табличной структуры, рассмотренных в разделах 1.2 и 2.5. Описание алгоритма и программы «Автоматическое обнаружение ошибок и восстановление достоверности значений показателей» приведено в разделе 5.4.
В процессе экспериментального исследования особое внимание уделяется необходимости улучшения информативности документов по диагностике и коррекции ошибок. Удобная для восприятия и однозначная для понимания диагностика уже сама по себе повышает эффективность технологических процедур по исправлению ошибок. Учитывается также вероятность работы операторов ввода и контроля документов в ЭВМ с недостаточным профессиональным опытом. С целью наиболее эффективной адаптации программы разрабатываются рабочие технологические инструкции, в частности:
1. Рабочая инструкция № 1 по сбору, контролю и представлению документов в информационно-вычислительный центр (ИВЦ) фирмы.
2. Рабочая инструкция № 2 по первичной (предмашинной) обработке, вводу и контролю достоверности и полноты сведений первичных документов, контролю достоверности и полноты выходных (производных) документов.