Исследование уровня использования ЭВМ и пути его повышения (на примере вычислительных центров УзССР) тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Алимов, Кахрамон

ВВЕДЕНИЕ .:.

Глава I. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭВМ I. I. Развитие организационных форм использования

ЭВМ .:.

I. 2. Исследование существующих подходов к оценке уровня использования ЭВМ.1.

1. 3. Показатели и методы оценки уровня использования ЭВМ

Глава 2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО СОСТОЯНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭВМ

2. I. Анализ территориального размещения вычислительных мощностей и состава парка ЭВМ

2. 2. Анализ показателей уровня использования ЭВМ

2. 3. Анализ комплектации оборудования ВЦ и пути ее улучшения .'.

Глава 3. ОСНОВНЫЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭВМ

3. I. Совершенствование процессов обработки информации

3. 2. Рациональное распределение вычислительных ресурсов

3. 3. Моделирование оптимального распределения вычислительных ресурсов

Диссертация: введение по экономике, на тему "Исследование уровня использования ЭВМ и пути его повышения (на примере вычислительных центров УзССР)"

В решениях ХХУ1 съезда КПСС предусматриваются ускорение научно-технического прогресса, всемерное внедрение хозяйственного расчета, интенсификация экономики, повышение качества и эффективности общественного производства. Партия ставит задачу всестороннего совершенствования стиля и методов хозяйствования.

Общеизвестно, что повышение эффективности управления народным хозяйством возможно на базе широкого внедрения автоматизированных систем управления (АСУ). В материалах ХХУ1 съезда КПСС сказано, что в настоящее время необходимо ". обеспечить дальнейшее развитие и повышение эффективности сети автоматизированных систем управления и вычислительных центров коллективного пользования, продолжая их объединение в единую общегосударственную систему сбора и обработки информации для учета, планирования и управления" ( 5,с.90).

В связи с этим возникает ряд проблем, требующих четкого теоретического и практического решения. К важнейшим из них относится совершенствование управления вычислительными центрами и разработка методологических принципов оценки и повышения уровня использования ЭВМ.

На современном этапе наиболее распространенной формой эксплуатации вычислительной и организационной техники являются вычислительные центры, количество и мощность которых постоянно возрастают. ВЦ создаются и функционируют в различных отраслях и звеньях народного хозяйства, в том числе и в Узбекской ССР.

Современный Узбекистан - республика многоотраслевой индустрии и высокоразвитого сельского хозяйства. Здесь сформировался ряд крупных межотраслевых производственных комплексов: хлопковый (включая земледелие и перерабатывающую промышленность);; цветной металлургии; топливно-энергетический; машиностроения и металлообработки; промышленности стройматериалов и строительной индустрии; комплекс по производству предметов потребления и продуктов питания и др). Формирование и развитие этих комплексов способствует специализации производства, совершенствованию рационального размещения производительных сил республики.

Ныне в Узбекистане насчитывается более 100 вычислительных центров. Щ, играющие важную роль в экономике, являются частью информационно-вычислительной системы республики. В эту систему входят машиносчетные станции и бюро, отделы АСУ предприятий и организаций. Но именно ВЦ, как показывает опыт, особенно перспективны. Со временем они будут доминировать в организационно-техническом обеспечении АСУ различных уровней и назначений. Отсюда - актуальность научного и прикладного интереса к процессам организации деятельности ВЦ.

Интерес этот нашел отражение в ряде исследований. И все же практический опыт функционирования ВЦ в УзССР еще недостаточно изучен и обобщен. Так, в числе экономических аспектов деятельности ВЦ требуют глубокого изучения процессы развития организационных форм использования вычислительной техники, совершенствования управления вычислительными центрами, выбора комплекса технических средств для различных типов ВЦ. Разработка и исследование этих аспектов важны для повышения эффективности действующих и создаваемых ВЦ как на современном этапе, так и в перспективе, в условиях создания ВЦ коллективного пользования и сетей ВЦ на территории республики.

Внедрение хозяйственного расчета на ВЦ, расширение функций ВЦ по обслуживанию объектов управления, рост числа пользователей, увеличение количества и сложности решаемых задач, усложнение комплекса технических средств и реализация принципиально новых режимов обработки информации - вот факторы, обусловливающие настоятельную необходимость аналитического рассмотрения вопросов, связанных с задачей повышения и совершенствования уровня использования ЭВМ.

Актуальность данной задачи и определила выбор темы диссертации, главных ее исследовательских направлений.

Основной целью диссертационного исследования является разработка теоретических положений и практических рекомендаций по вопросам оценки уровня использования ЭВМ и определения основных путей его повышения. Для достижения этой цели в работе были решены следующие задачи: проанализированы и исследованы главные признаки организационных форм использования вычислительной техники и определены основные тенденции их дальнейшего развития, применительно к народному хозяйству УзССР; исследованы существующие подходы к оценке уровня использования ЭВМ и предложены пути их совершенствования; сформулированы основные принципы построения системы показателей для оценки уровня использования ЭВМ; разработаны система показателей и методы их оценки для определения уровня использования ЭВМ в вычислительных центрах республики; проанализирован уровень использования ЭВМ на различных предприятиях, в организациях, министерствах и ведомствах, имеющих ЭВМ или ВЦ, а также в различных ВЦ, находящихся на самостоятельном балансе, и намечены основные пути повышения эффективности использования ЭВМ; разработана методика определения оптимальной конфигурации

КТС на основе использования метода распознавания образов и осуществлен расчет оптимального состава КТС; выработаны рекомендации по рациональной организации технологических процессов обработки информации в ВЦ, позволяющие значительно улучшить степень эффективности использования ЭВМ; построена модель оптимального размещения вычислительных мощностей по республике, а также предложен метод оптимального распределения нагрузок между ЭВМ.

Объектом исследования явились организационные формы использования вычислительной техники и автоматизированных систем управления различных предприятий, организаций, министерств и ведомств республики, имеющих ЭВМ.

Теоретической и методологической основой исследования явились труды классиков марксизма-ленинизма, материалы съездов КПСС, соответствующие постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР , методические указания Государственного комитета по науке и технике по вопросам совершенствования управления народным хозяйством, его отраслями и повышения эффективности АСУ и ВЦ.

При выполнении диссертации были изучены труды отечественных и зарубежных ученых, проектные, инструктивные и методические материалы, рекомендации научных конференций, практические разработки предприятий по обработке информации, периодическая литература по рассматриваемой проблеме. Экспериментальная часть исследования основывается на результатах обследования ряда республиканских вычислительных центров и автоматизированных систем управления.

В диссертации обобщены данные теоретических и практических исследований, выполненных автором с 1978 по 1983 гг. в области разработки методики наиболее эффективного использования ЭВМ. В процессе исследования применялись методы экономического анализа и математической статистики машинной обработки информации, методы экспертных оценок, а также элементы теории игр.

Новизна работы определяется содержащейся в ней концепции оценки уровня использования ЭВМ и определением основных параметров, оказывающих существенное влияние на эффективность их функционирования. На основе исследования существующих подходов к оценке уровня использования ЭВМ доказана необходимость в ее совершенствовании. С помощью математических методов разработаны модели оптимального построения технологических процессов, распределения объемов информации и самих ЭВМ по территории республики.

Доказано, что распределение нагрузок между вычислительными центрами наиболее оптимально может быть осуществлено на основе теории игр. Предложена модель рационального размещения вычислительных центров.

Результаты диссертационного исследования использованы в вычислительном центре Министерства водного хозяйства и Госплана УзССР. Теоретические и практические рекомендации по определению уровня использования ЭВМ для различных вычислительных центров предприятий, организаций, министерств и ведомств дали возможность наметить основные пути повышения интенсивности работы ЭВМ и -как следствие - производительности труда для ряда вычислительных центров республики.

Реализация на практике основных положений диссертационной работы позволила: выявить основные тенденции, оказывающие влияние на уровень использования ЭШ, и провести исследования степени влияния этих тенденций; установить единую систему показателей для оценки уровня использования ЭВМ; применить в практике работы ВЦ ряд разработанных автором и реализованных на ЭВМ моделей, которые способствуют более равномерному распределению вычислительных мощностей по территории республики и рациональному распределению нагрузки между отдельными ЭВМ.

Разработанная автором и проверенная на: практике методика выбора оптимальной конфигурации КТС может быть использована для ВЦ различных уровней и назначений.

Основные методологические положения и практические выводы исследования легли в основу анализа основных показателей работы вычислительных центров и планирования информационно -вычислительных работ системы Госплана и Минводхоза: УзССР, что подтверждается соответствующими документами.

Результаты исследований были изложены автором на научной сессии, посвященной 50-летию Ташкентского института народного хозяйства (1981) и на научной конференции, посвященной 50-летию института текстильной и легкой промышленности (1982). Эти результаты обсуждались проблемно-координационным советом ТашИНХ; они будут использованы в процессе работы по теме: "Региональные особенности и проблемы создания, совершенствования системы обработки информации в межотраслевых и территориальных комплексах на базе ВЦКП".

Основные положения диссертации отражены в пяти печатных работах общим объемом 1,4 п.л.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Алимов, Кахрамон

ВЫодг

-Fn tl tz

Рис. 5 а.б. Диаграмма работы ЭВМ с двумя задачами а/ однопрограммный режим б/ мультипрограммный режим размещать на диске. В том случае, когда возникает необходимость в новой команде или данных, система временно приостанавливает выполнение данного задания и запрашивает дополнительную информацию у периферийного устройства, с тем, чтобы передать его в оперативную память и продолжить его дальнейшую обработку.

Многопрограммный режим позволяет свести к минимуму время простоя процессора. Исследования, проводимые нами, и снятие характеристик при решении различных задач в ВЦ УзССР также показали, что время простоя центрального процессора может быть сведено к минимуму в том случае, если:

I/ рационально подобрана смесь заданий;

2/ объем оперативной и внешней памяти и их быстродействие достаточны.

Использование многопрограммного режима позволяет поднять уровень эффективности использования периферийных устройств ЭВМ, и в частности - лентопротяжных и печатающих устройств, дисков, устройств считывания с перфокарт.

Проведенный в ВЦ анализ работы данных устройств при решении задач в мультипрограммном режиме можно представить в виде следующих циклических графиков (см. рис. 5). Для этого весь процесс обработки представим в виде определенных фаз, каждая из фаз выполняется в определенное время и определенным устройством.

Общее время обработки будет складываться из следующих элементов времени Тввод , времени вычисления Твнч , и времени вывода Теив • Таким образом процесс обработки заданий в ЭВМ можно представить следующим образом:

Тобр. ~ Тввод Твыч Твив •

На рис. 6 представлен момент, когда все устройства,связанные с обработкой информации,работают последовательно, перекрытия в работе отсутствуют. Вначале информация вводится ( отрезок на оси Тввод ), затем обрабатывается ( отрезок на оси Твычисл,.) и выводится ( отрезок на оси Твывод ). При таком способе обработки следующее задание не может обрабатываться до тех пор, пока предыдущее задание не будет выполнено полностью и выведено из основной памяти. Вариант такой обработки информации представлен на рис. 6. i

Тввод

Тобр.

Теыеод

I ► I

Тобр. У

Рис. 6. Вариант I.

Возможен вариант, когда происходит совмещение отдельных фаз процесса обработки информации. На рис. 7 представлен вариант П, когда допускается одновременная работа устройств ввода-вывода и центрального процессора. Операции ввода и вывода при этом, как видно из рисунка, не совмещаются, а следовательно,используется только один канал ввода-вывода, который во всякий момент времени Т может работать только в режиме ввода или в режиме вывода. Т

Тевод

Теыч.

Твьсв.

Тобр.

4 I

Тобр. У

Рис. 7. Вариант П.

Как было отмечено выше, для организации наиболее эффективного использования многопрограммного режима необходимо определенным образом подобрать и КТС. В зависимости от состава имеющегося оборудования протекание этого процессора различно. Исследования в ВЦ Госплана УзССР и ВЦ Минводхоза показали: использование двух каналов ввода-вывода и не менее чем двух устройств внешней памяти ( причем ввод и вывод информации может осуществляться совместно) приводит к тому, что центральный процессор остается незагруженным. Это видно из графического анализа, циклического графика работы ЭВМ на рис. 8, вариант Ш.

Возможен вариант, когда одновременно осуществляется и счет задания, и ввод новой информации, и ее обработка, и вывод уже обработанной информации. Циклический график в этом случае представляет из себя параллельный процесс обработки информации. А как известно из (52,71,75,133) параллельный процесс обработки есть самый оптимальный ( см. рис. 9). I

Тввод Твич. Твывод Г f—

2 цикл а обработки

Рис. 8.

Вариант Ш. У 1

Тевод

Теш. Твывод >

I II I )

-1

Тобр. с

Тобр. I «— ->4 У

Рис. 9. Вариант 1У.

Таким образом, как показывают данные анализа, при работе ЭВМ в многопрограммном режиме (с учетом однородности групп решаемых задач и определенной конфигурации технических и программных средств) за счет квазипараллельного выполнения заданий может быть обеспечено значительное снижение затрат ресурсов по сравнению с однопрограммным режимом. Благодаря этому пропускная способность ЭВМ повышается примерно в 1,5 раза.

Основным фактором, определяющим уровень достоверности информации на этапе технологического процесса машинной обработки, является высокая надежность работы ЭВМ, обуславливаемая уровнем надежности всех технологических средств.

При обработке информации даже в самой современной и совершенной ЭВМ могут возникать ошибки, которые носят случайный и систематический характер. Систематические ошибки связаны с неисправностью устройств самой машины. Случайные же ошибки (сбои машины) появляются редко и устраняются труднее. Обычно сбои возникают, когда нарушается последовательность выполнения программ или неправильно выполняются отдельные операции, что приводит к искажению данных.

Эффективность технологического процесса зависит не только от самой вычислительной машины, но и от квалификации программиста.

Возникающие в процессе обработки информации ошибки в значительной мере снижают эффективность работы ЭВМ. На основе статистического анализа учетной документации ряда ВЦ республики (ИВЦ Минводхоза, ИВЦ Госплана и др.), а также данных ЦСУ УзССР выявлены основные причины низкой загрузки оборудования и персонала ВЦ, а также отклонения от нормального режима функционирования. Данные сведены в табл. 2.20.

При обработке информации на ЭВМ существенное влияние на эффективность обработки данных оказывают: время обработки информации на головной машине комплекта вычислительных средств, продолжительность выполнения первой операции, время обработки одной партии информации, количество и длительность операций технологичес

Основные причины отклонения от нормального режима функционирования

Причины : %

I. Неисправность оборудования 13

2. Некачественное составление первичных документов II

3. Некачественная подготовка информации в местах ее возникновения 4

4. Недостаточная квалификация персонала 8

5. Отсутствие материалов, их низкое качество 8

6. Низкий уровень организации технологи- ческого процесса 10

7. Недостаточный набор КТС, не позволяв ■ щий организовать рациональную обработ- ку информации 5

8. Неравномерность и несвоевременность представления информации 19

9. Программные сбои и ошибки 7

10.Отсутствие работы 15 кого процесса и др. (42,64).

Количество операций определяется технологией обработки информации и является заданной величиной для данного процесса.

Продолжительность обработки одной партии информации состоит из следующих составляющих:

- основного времени обработки одной партии информации (пачки документов, массива перфокарт, рулона перфолент и т.д.) "tp ;

- дополнительного времени, связанного с организационными затратами на оформление выполняемой партии работы, комплектования и передачи части информации, входящей в эту партию, на последующую операцию tpx ;

- дополнительного времени, связанного с приемкой партии информации с предыдущей операции и подготовкой полученной информации для обработки t"

Значительные затраты времени приходятся на составление программы решения задачи. Трудоемкость разработки программы в большей степени зависит от класса задач, сложности программ, квалификации программиста, объема программ и других данных.

Решение одних и тех же задач с помощью ЭВМ можно организовать, используя различные варианты технологии.

Реализацию на ЭВМ различных задач экономического класса можно осуществлять по алгоритмам,требующим различных затрат машинного времени.Нередко от алгоритма решения задач зависит и качество результатов.При этом качество методов программирования влияет на структуру машинного времени. Отсюда следует,что улучшение качества программирования сводит к минимуму затраты времени и на отладку.

Затраты времени на программирование задач, решаемых методом обработки данных, складываются из затрат времени, необходимых для выполнения следующих работ:

- участие в составлении технического задания на программирование ( ty% );

- анализ технического задания на программирование ( "tan, );

- составление программы счета itnposp.);

- ввод и контроль исходной информации ( tee )»

- счет ( tc4 );

- оформление и сдача программы в ФАП ( tocp ).

Для участия в составлении технического задания затрачивается примерно четыре дня. Анализ технического задания {tan ) включает в себя составление схемы работы, разбивку и распределение отдельных частей программ между исполнителями. Для этой работы одному исполнителю требуется пять рабочих дней (64).

Составление программ является одним из трудоемких процессов и включает несколько видов работ.

В таблице 2.21 приведена рассчитанная трудоемкость работ по составлению программ, используемых в ВЦ Госплана республики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Особенности современного этапа развития социалистической экономики и связанные с этим проблемы совершенствования управления народным хозяйством вызывают возрастающий объем работ по внедрению ВТ, предъявляют высокие требования к уровню ее использования.

Однако в настоящее время применение средств ВТ, его методическое обеспечение еще во многом несовершенно.

В работе исследованы теоретические, методологические и практические вопросы развития форм и способов функционирования ЭВМ на примере УзССР.

Поставленная в диссертации цель достигнута на основе проведения тщательного анализа состояния и выявления перспектив улучшения использования ЭВМ.

1. В настоящее время в республике индивидуальные организационно-технические формы использования средств вычислительной техники неполно удовлетворяют потребности пользователей в машинной обработке информации и уже не обеспечивают повышения уровня использования данных средств, в целом.

В связи с этим быстрый рост темпов и масштабов внедрения средств ВТ в республике сопровождается значительными потерями материальных, трудовых и финансовых ресурсов, что существенно снижает эффективность применения вычислительной техники.

2. Разработаны показатели, позволяющие более эффективно оценивать уровень использования ЭВМ, которые базируются на изложенных в диссертации методологических принципах.

3. Анализ развития организационно-технических форм использования ЭВМ в республике свидетельствует, что оно идет недостаточно быстрыми темпами; это объясняется массовостью применения вычислительной техники при отсутствии достаточного опыта проведения подобных работ, а в некоторых случаях и необходимости в ней. В связи с этим в работе доказано, что на эффективность функционирования различных организационно-технических форм использования ЭВМ в значительной мере оказывает влияние правильный выбор комплекса технических средств. В этой связи разрабатана модель для определения оптимального состава КТС с учетом заданных критериев. Она построена на основе теории распознавания образов и алгоритмов вычисления оценок. С помощью модели можно выбрать необходимую конфигурацию КТС для различных ВЦ, оснащенных машинами серии ЕС ЭВМ, с учетом существующего набора основного и дополнительного оборудования.

4. Имеющаяся вычислительная техника по различным ВЦ УзССР распределена крайне неравномерно, распределение ее происходит без определенного учета объемов информации и других условий; имеющиеся в большинстве ВЦ электронно-вычислительные машины загружены неполностью и неравномерно; некоторые ВЦ недоукомплектова-ны вычислительным оборудованием или имеют в своем составе излишнее оборудование. Во многих ВЦ существующая система обработки информации по сложившимся технологическим процессам отстает от современных требований и технологических возможностей ЭВМ, особенно третьего поколения. Эффективный путь к решению указанной проблемы заключается в совершенствовании процессов обработки информации. В этой связи исследованы два подхода к оптимизации технологических процессов обработки информации, когда суммарные затраты сведены к минимуму. Второй - характеризуется минимумом затрат времени на их протекание.

5. Предложен один из вариантов расчета на базе использования теории исследования, и, в частности, системы массового обслуживания и теории игр, позволяющий рационально распределить вычислительные мощности, а также объемы обрабатываемой информации между ВЦ с учетом рациональной (нормативной) загрузки имеющегося парка ЭВМ.

Разработанная с применением вышеуказанных математических методов модель, удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к моделям такого рода, и с её помощью наиболее полно решаются задачи, связанные с рациональным использованием имеющихся вычислительных ресурсов.

6. Проведен экспериментальный расчет размещения вычислительных мощностей Минводхоза УзССР, который показал, что полное удовлетворение пользователей отрасли в информационно-вычислительных работах может быть обеспечено за счет использования высокопроизводительных ЭВМ, концентрации и специализации средств ВТ.

Полученные в результате решения этой задачи оптимальные планы распределения объема информации по Минводхозу УзССР могут послужить исходной информацией для разработки перспективного плана развития и размещения ВЦ на уровне данной отрасли.

Таким образом, описанные и исследованные с помощью экономико-математических моделей пути повышения уровня использования ЭВМ в республике позволили выбрать оптимальный состав КТС; улучшить качество обработки информации путем рационального построения технологических процессов; сократить потери времени и средств при обработке информации.

По разработанным алгоритмам могут быть проведены соответствующие расчеты, обеспечивающие минимизацию затрат на создание и развитие ВЦ и АСУ в республике.

Практическая апробация основных результатов исследования показала, что предлагаемые подходы по повышению эффективности использования средств ВТ являются универсальными, так как в соответствии со своим статусом и возможностями они носят инвариантный характер по отношению к вычислительным центрам различных форм.

Полученные результаты позволяют поднять научный уровень планирования, методического и организационного обеспечения, размещения и деятельности ВЦ и, как следствие, сократить сроки и снизить затраты на их создание и функционирование.

Тем самым будет достигнуто более эффективное использование ЭВМ для решения перспективных задач дальнейшего развития народного хозяйства Узбекистана.