Меньков А.В., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления

Подождите немного. Документ загружается.

был разработан метод статистичесих испытаний, представляю-

щий собой численный метод, оторый применялся дня модели-

рования слчайных величин и фнций, вероятностные харате-

ристии оторых совпадали с решениями аналитичесих задач

(таая процедра полчила название метода Монте-Карло). За-

тем этот прием стали применять и для машинной имитации с це-

лью исследования харатеристи процессов фнционирования

систем, подверженных слчайным воздействиям, т. е. появился

метод статистичесо о моделирования.

Метод имитационно о моделирования применяется для оцени

вариантов стртры системы, эффетивности различных ал орит-

мов правления системой, влияния изменения различных парамет-

ров системы. Имитационное моделирование может быть положено

в основ стртрно о, ал оритмичесо о и параметричесо о син-

теза ЕС, о да требется создать систем с заданными харатеристи-

ами при определенных о раничениях. Система должна быть опти-

мальной по неоторым ритериям эффетивности.

Комбинированное (аналитио-имитационное) моделирование

позволяет объединить достоинства аналитичесо о и имитацион-

но о моделирования. При построении омбинированных моделей

производится предварительная деомпозиция процесса фнцио-

нирования объета на составляющие подпроцессы и для тех из

них, де это возможно, использются аналитичесие модели, а для

остальных подпроцессов строятся имитационные модели. Таой

подход позволяет охватить ачественно новые лассы систем, о-

торые не мо т быть исследованы с использованием тольо анали-

тичесо о или имитационно о моделирования в отдельности.

Информационное моделирование (часто называемое ибернети-

чесим) связано с исследованием моделей, в оторых отстствет

непосредственное подобие физичесих процессов, происходя-

щих в моделях, реальным процессам. В этом слчае стремятся

отобразить лишь неоторю фнцию и рассматривают реальный

объет а «черный ящи», имеющий ряд входов и выходов, и

моделирются неоторые связи межд выходами и входами. Та-

им образом, в основе информационных (ибернетичесих) мо-

делей лежит отражение неоторых информационных процессов

правления, что позволяет оценить поведение реально о объета.

Для построения модели в этом слчае необходимо выделить ис-

следемю фнцию реально о объета, попытаться формализо-

вать эт фнцию в виде неоторых операторов связи межд вхо-

дом и выходом и воспроизвести данню фнцию на имитацион-

ной модели, причем на совершенно др ом математичесом

язые и, естественно, иной физичесой реализации процесса.

Стртрно-системное моделирование базирется на неото-

рых специфичесих особенностях стртр определенно о вида,

использя их а средство исследования систем или разрабаты-

вая на их основе с применением др их методов формализован-

но о представления систем (теоретио-множественных, лин вис-

тичесих и т. п.) специфичесие подходы  моделированию.

Стртрно-системное моделирование влючает:

— методы сетево о моделирования;

— сочетание методов стртризации с лин вистичесими

(языовыми);

— стртрный подход в направлении формализации постро-

ения и исследования стртр разно о типа (иерархичес-

их, произвольных рафов) на основе теоретио-множест-

венных представлений, понятия номинальной шалы и те-

ории измерений.

Ситационное моделирование основано на теории мышления,

в рамах оторой можно описать механизмы ре лирования про-

цессов принятия решений. В модельной теории мышления лежит

представление о формировании в стртрах моз а информаци-

онной модели объета и внешне о мира. Эта информация вос-

принимается человеом на базе же имеющихся  не о знаний.

Целесообразное поведение человеа строится птем формирова-

ния целевой ситации и мысленно о преобразования исходной

ситации в целевю. Основой построения модели является опи-

сание объета в виде совопности элементов, связанных межд

собой определенными отношениями, отображающими семанти-

 предметной области. Модель объета имеет мно оровневю

стртр и представляет собой тот информационный онтест,

на фоне оторо о протеают процессы правления. Чем бо аче

информационная модель объета и выше возможности ее мани-

плирования, тем лчше и мно ообразнее ачество принимаемых

решений при правлении.

При реальном моделировании использется возможность иссле-

дования харатеристи либо на реальном объете целиом, либо

на е о части. Таие исследования на объетах, работающих а в

нормальных режимах, та и при ор анизации специальных режи-

мов для оцени интересющих исследователя харатеристи (при

др их значениях переменных параметров, в др ом масштабе

времени и т. д.). Реальное моделирование является наиболее

адеватным, но е о возможности о раничены. Например, прове-

дение реально о моделирования АСУП требет проведения эс-

периментов с правляемым объетом, т. е. предприятием, что в

большинстве слчаев невозможно.

Натрным моделированием называют проведение исследования

на реальном объете с последющей обработой резльтатов эспе-

римента на основе теории подобия. Натрный эсперимент подраз-

деляется на начный эсперимент, омплесные испытания и про-

изводственный эсперимент. Начный эсперимент харатеризет-

ся широим использованием средств автоматизации проведения,

применением весьма разнообразных средств обработи информа-

ции, возможностью вмешательства человеа в процесс проведения

эсперимента. В соответствии с этим появилось новое начное на-

правление — автоматизация начно о эсперимента и новая специ-

ализация в рамах специальности АСУ – АСНИ (автоматизирован-

ные системы начных исследований и омплесных испытаний).

Одна из разновидностей эсперимента — омплесные испытания,

о да вследствие повторения испытаний объетов в целом (или

больших частей системы) выявляются общие заономерности ха-

ратеристи ачества, надежности этих объетов. В этом слчае мо-

делирование осществляется птем обработи и обобщения сведе-

ний о рппе однородных явлений. Наряд со специально ор анизо-

ванными испытаниями возможна реализация натрно о

моделирования птем обобщения опыта, наопленно о в ходе про-

изводственно о процесса, т. е. можно оворить о производственном

эсперименте. Здесь на базе теории подобия обрабатывают статис-

тичесий материал по производственном процесс и полчают е о

обобщенные харатеристии. Необходимо помнить про отличия

эсперимента от реально о протеания процесса. Оно залючается

в том, что в эсперименте мо т появиться отдельные ритичесие

ситации и определиться раницы стойчивости процесса. В ходе

эсперимента новые фаторы и возмщающие воздействия вводят-

ся в процесс фнционирования объета.

Др им видом реально о моделирования является физичесое,

отличающееся от натрно о тем, что исследование проводится на

становах, оторые сохраняют природ явлений и обладают фи-

зичесим подобием. В процессе физичесо о моделирования зада-

ются неоторые харатеристии внешней среды и исследется по-

ведение либо реально о объета, либо е о модели при заданных

или создаваемых иссственно воздействиях внешней среды. Фи-

зичесое моделирование может протеать в реальном и нереаль-

ном (псевдореальном) масштабах времени или рассматриваться

без чета времени. В последнем слчае изчению подлежат та на-

зываемые «замороженные» процессы, фисиремые в неоторый

момент времени. Наибольшю сложность и интерес с точи зре-

ния орретности полчаемых резльтатов представляет физичес-

ое моделирование в реальном масштабе времени.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каовы причины появления автоматизированно(о правления?

2. Рассажите историю становления и развития теории автоматизиро-

ванно(о правления.

3. Ка Вы понимаете смысл определений правления в широом смысле?

4. Что таое «ал(оритм правления»?

5. Сформлирйте понятие «процесс правления».

6. В аих взаимоотношениях находятся объет правления и правля-

ющий ор(ан?

7. Перечислите задачи, решаемые системой правления.

8. В чем состоит принципиальная разница межд автоматичесим и

автоматизированным правлениями?

9. Расройте понятие «система», «элемент», «подсистема».

10. Поясните содержание понятий «стртра» и «связь».

11. Что таое «иерархия»?

12. Что владывается в понятия «состояние», «поведение» и «модель»

системы?

13. Расройте понятие «цель». Каова е(о роль в правлении?

14. Большая (сложная) система а основной вид систем в теории авто-

матизированно(о правления.

15. Назовите и поясните харатерные особенности больших систем.

16. Перечислите основные этапы правления.

17. Что является объетом теории автоматизированно(о правления?

18. Ка Вы понимаете предмет теории автоматичесо(о правления?

19. Расройте содержание трех цилов математичесих основ теории

автоматизированно(о правления и ибернетии.

20. Рассажите о вероятностных методах в ибернетие.

21. Каие Вы знаете методы оптимизации, применяемые в ибернетие?

22. Дайте лассифиацию методов дисретной математии и поясните

их роль в теории автоматизированно(о правления.

23. Охаратеризйте основные ибернетичесие модели вероятностной

природы.

24. Каое различие Вы можете найти межд вероятностными и детер-

минированными моделями?

25. Каая роль в ибернетие отводится дисретным моделям?

26. Рассажите о важности ибернетичесих моделей в проетирова-

нии АСУ.

27. Что Вы знаете о теории иссственно(о интеллета?

28. Каова роль моделирования в теории автоматизированно(о правления?

29. По аим признаам лассифицирется моделирование?

30. Дайте лассифиацию основных видов моделирования.

31. Поясните роль математичесо(о моделирования.

32. Что таое имитационное и ситационное моделирование?

33. Рассажите, что Вы знаете о стртрно-системном моделировании.

Натрным моделированием называют проведение исследования

на реальном объете с последющей обработой резльтатов эспе-

римента на основе теории подобия. Натрный эсперимент подраз-

деляется на начный эсперимент, омплесные испытания и про-

изводственный эсперимент. Начный эсперимент харатеризет-

ся широим использованием средств автоматизации проведения,

применением весьма разнообразных средств обработи информа-

ции, возможностью вмешательства человеа в процесс проведения

эсперимента. В соответствии с этим появилось новое начное на-

правление — автоматизация начно о эсперимента и новая специ-

ализация в рамах специальности АСУ – АСНИ (автоматизирован-

ные системы начных исследований и омплесных испытаний).

Одна из разновидностей эсперимента — омплесные испытания,

о да вследствие повторения испытаний объетов в целом (или

больших частей системы) выявляются общие заономерности ха-

ратеристи ачества, надежности этих объетов. В этом слчае мо-

делирование осществляется птем обработи и обобщения сведе-

ний о рппе однородных явлений. Наряд со специально ор анизо-

ванными испытаниями возможна реализация натрно о

моделирования птем обобщения опыта, наопленно о в ходе про-

изводственно о процесса, т. е. можно оворить о производственном

эсперименте. Здесь на базе теории подобия обрабатывают статис-

тичесий материал по производственном процесс и полчают е о

обобщенные харатеристии. Необходимо помнить про отличия

эсперимента от реально о протеания процесса. Оно залючается

в том, что в эсперименте мо т появиться отдельные ритичесие

ситации и определиться раницы стойчивости процесса. В ходе

эсперимента новые фаторы и возмщающие воздействия вводят-

ся в процесс фнционирования объета.

Др им видом реально о моделирования является физичесое,

отличающееся от натрно о тем, что исследование проводится на

становах, оторые сохраняют природ явлений и обладают фи-

зичесим подобием. В процессе физичесо о моделирования зада-

ются неоторые харатеристии внешней среды и исследется по-

ведение либо реально о объета, либо е о модели при заданных

или создаваемых иссственно воздействиях внешней среды. Фи-

зичесое моделирование может протеать в реальном и нереаль-

ном (псевдореальном) масштабах времени или рассматриваться

без чета времени. В последнем слчае изчению подлежат та на-

зываемые «замороженные» процессы, фисиремые в неоторый

момент времени. Наибольшю сложность и интерес с точи зре-

ния орретности полчаемых резльтатов представляет физичес-

ое моделирование в реальном масштабе времени.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каовы причины появления автоматизированно(о правления?

2. Рассажите историю становления и развития теории автоматизиро-

ванно(о правления.

3. Ка Вы понимаете смысл определений правления в широом смысле?

4. Что таое «ал(оритм правления»?

5. Сформлирйте понятие «процесс правления».

6. В аих взаимоотношениях находятся объет правления и правля-

ющий ор(ан?

7. Перечислите задачи, решаемые системой правления.

8. В чем состоит принципиальная разница межд автоматичесим и

автоматизированным правлениями?

9. Расройте понятие «система», «элемент», «подсистема».

10. Поясните содержание понятий «стртра» и «связь».

11. Что таое «иерархия»?

12. Что владывается в понятия «состояние», «поведение» и «модель»

системы?

13. Расройте понятие «цель». Каова е(о роль в правлении?

14. Большая (сложная) система а основной вид систем в теории авто-

матизированно(о правления.

15. Назовите и поясните харатерные особенности больших систем.

16. Перечислите основные этапы правления.

17. Что является объетом теории автоматизированно(о правления?

18. Ка Вы понимаете предмет теории автоматичесо(о правления?

19. Расройте содержание трех цилов математичесих основ теории

автоматизированно(о правления и ибернетии.

20. Рассажите о вероятностных методах в ибернетие.

21. Каие Вы знаете методы оптимизации, применяемые в ибернетие?

22. Дайте лассифиацию методов дисретной математии и поясните

их роль в теории автоматизированно(о правления.

23. Охаратеризйте основные ибернетичесие модели вероятностной

природы.

24. Каое различие Вы можете найти межд вероятностными и детер-

минированными моделями?

25. Каая роль в ибернетие отводится дисретным моделям?

26. Рассажите о важности ибернетичесих моделей в проетирова-

нии АСУ.

27. Что Вы знаете о теории иссственно(о интеллета?

28. Каова роль моделирования в теории автоматизированно(о правления?

29. По аим признаам лассифицирется моделирование?

30. Дайте лассифиацию основных видов моделирования.

31. Поясните роль математичесо(о моделирования.

32. Что таое имитационное и ситационное моделирование?

33. Рассажите, что Вы знаете о стртрно-системном моделировании.

Глава 2

МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

Автоматизированные системы правления представляют со-

бой сложные человео-машинные омплесы. Это совоп-

ность рпных подсистем, симбиоз данных и знаний, эономи-

о-математичесих моделей, инстрментальных и техничесих

средств, средств связи и ор технии, а таже специалистов,

предназначенных для обработи информации и принятия ре-

шений. Поэтом в этой лаве приводится подробная лассифи-

ация АС по различным признаам. Знание лассифиации АС

позволяет стдентам свободно ориентироваться в большом мно-

ообразии АСУ. Здесь же приводятся основные методоло ичес-

ие принципы построения АС, оторые сщественно отличают-

ся от методов проетирования в общем машиностроении, энер-

етие, радиотехние, элетроние. Во второй лаве таже

рассмотрены этапы разработи АС, отражающие а порядо и

последовательность создания АСУ, та и мно очисленный на-

опленный полвеовой опыт. Залючает лав списо задач,

решаемых на всех стадиях проетирования АС. Таим образом,

содержание второй лавы помо ает стдентам лбоо понять

онцептальный процесс создания АСУ. При этом стдент дол-

жен яснить одн очень важню мысль: современные информа-

ционные техноло ии реализются в АС, составляя их лавню,

содержательню (семантичесю) часть.

2.1. Классифиация

автоматизированных систем

В настоящее время АС полчили широчайшее распростра-

нение. Их лассифиация осществляется по ряд признаов.

В зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные при-

знаи лассифиации. При этом одна и та же АС может хара-

теризоваться одним или несольими признаами. В ачестве

признаов лассифиации АС использются следющие при-

знаи:

— направление деятельности;

— область и специфиа применения;

— охватываемая территория;

— ор анизация информационных процессов;

— назначение;

— стртра и др.

Урпненная (общая, лобальная) лассифиация АС. При са-

мом общем ( лобальном) рассмотрении АС ее можно предста-

вить состоящей из двх частей: фнциональной и обеспе-

чивающей. Например, автоматизированным системам ор а-

низационно о типа, таим, а автоматизированные системы

правления предприятием (АСУП), системам правления объ-

единением, фирмой, отраслью присще наличие очень большо-

о числа различных целей, оторые система стремится достичь

одновременно. У АСУП можно выделить следющие цели: по-

вышение вероятности выполнения плана, снижение себестои-

мости продции, повышение ачества продции, выход про-

дции на межднародный рыно, повышение престижа пред-

приятия в административно-территориальном районе и т. п.

Межд целями мо т сществовать а взаимоподдержа, та и

состязательность. Взаимоподдержа выражается в том, что до-

стижение одной цели способствет достижению др ой (или

др их) целей; состязательность выражается в том, что ради

больше о достижения др их целей приходится постпиться

степенью достижения данной цели.

В свою очередь, аждая из лобальных целей может быть раз-

бита на неоторое множество лоальных целей или целей более

низо о ровня. Анало ично аждая из лоальных целей может

быть разбита на неоторое множество подцелей следюще о

ровня иерархии.

Фнциональная подсистема — это часть автоматизирован-

ной системы, оторой поставлена в соответствие одна или не-

сольо целей (подцелей) системы правления. Таим образом,

фнциональная часть АС — это неоторый набор фнцио-

нальных подсистем. В самом простейшем слчае фнциональ-

ная подсистема состоит из правляющей части и объета прав-

ления (рис. 2.1).

Óïðàâëÿþùàÿ ÷àñòü

(óïðàâëÿþùèé îðãàí)

Îáúåêò óïðàâëåíèÿ

Êîìàíäû

Îáðàòíàÿ ñâÿçü

Â í å ø í ÿ ÿ ñ ð å ä à

Рис. 2.1. Общее представление фнциональной части АС

Глава 2

МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

Автоматизированные системы правления представляют со-

бой сложные человео-машинные омплесы. Это совоп-

ность рпных подсистем, симбиоз данных и знаний, эономи-

о-математичесих моделей, инстрментальных и техничесих

средств, средств связи и ор технии, а таже специалистов,

предназначенных для обработи информации и принятия ре-

шений. Поэтом в этой лаве приводится подробная лассифи-

ация АС по различным признаам. Знание лассифиации АС

позволяет стдентам свободно ориентироваться в большом мно-

ообразии АСУ. Здесь же приводятся основные методоло ичес-

ие принципы построения АС, оторые сщественно отличают-

ся от методов проетирования в общем машиностроении, энер-

етие, радиотехние, элетроние. Во второй лаве таже

рассмотрены этапы разработи АС, отражающие а порядо и

последовательность создания АСУ, та и мно очисленный на-

опленный полвеовой опыт. Залючает лав списо задач,

решаемых на всех стадиях проетирования АС. Таим образом,

содержание второй лавы помо ает стдентам лбоо понять

онцептальный процесс создания АСУ. При этом стдент дол-

жен яснить одн очень важню мысль: современные информа-

ционные техноло ии реализются в АС, составляя их лавню,

содержательню (семантичесю) часть.

2.1. Классифиация

автоматизированных систем

В настоящее время АС полчили широчайшее распростра-

нение. Их лассифиация осществляется по ряд признаов.

В зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные при-

знаи лассифиации. При этом одна и та же АС может хара-

теризоваться одним или несольими признаами. В ачестве

признаов лассифиации АС использются следющие при-

знаи:

— направление деятельности;

— область и специфиа применения;

— охватываемая территория;

— ор анизация информационных процессов;

— назначение;

— стртра и др.

Урпненная (общая, лобальная) лассифиация АС. При са-

мом общем ( лобальном) рассмотрении АС ее можно предста-

вить состоящей из двх частей: фнциональной и обеспе-

чивающей. Например, автоматизированным системам ор а-

низационно о типа, таим, а автоматизированные системы

правления предприятием (АСУП), системам правления объ-

единением, фирмой, отраслью присще наличие очень большо-

о числа различных целей, оторые система стремится достичь

одновременно. У АСУП можно выделить следющие цели: по-

вышение вероятности выполнения плана, снижение себестои-

мости продции, повышение ачества продции, выход про-

дции на межднародный рыно, повышение престижа пред-

приятия в административно-территориальном районе и т. п.

Межд целями мо т сществовать а взаимоподдержа, та и

состязательность. Взаимоподдержа выражается в том, что до-

стижение одной цели способствет достижению др ой (или

др их) целей; состязательность выражается в том, что ради

больше о достижения др их целей приходится постпиться

степенью достижения данной цели.

В свою очередь, аждая из лобальных целей может быть раз-

бита на неоторое множество лоальных целей или целей более

низо о ровня. Анало ично аждая из лоальных целей может

быть разбита на неоторое множество подцелей следюще о

ровня иерархии.

Фнциональная подсистема — это часть автоматизирован-

ной системы, оторой поставлена в соответствие одна или не-

сольо целей (подцелей) системы правления. Таим образом,

фнциональная часть АС — это неоторый набор фнцио-

нальных подсистем. В самом простейшем слчае фнциональ-

ная подсистема состоит из правляющей части и объета прав-

ления (рис. 2.1).

Óïðàâëÿþùàÿ ÷àñòü

(óïðàâëÿþùèé îðãàí)

Îáúåêò óïðàâëåíèÿ

Êîìàíäû

Îáðàòíàÿ ñâÿçü

Â í å ø í ÿ ÿ ñ ð å ä à

Рис. 2.1. Общее представление фнциональной части АС

Управляющая часть воздействет на объет правления пос-

редством выдачи оманд, желая привести объет правления в

неоторое требемое состояние. Команды — это распорядитель-

ная информация. Посоль правляющей части небезразлично

состояние объета правления, то все да пристствет обратная

связь, это — осведомительная информация.

Взаимодействие правляющей части с объетом правления

осществляется в неоторой среде, оторая в общем слчае вре-

дит правлению.

Применительно  АСУП традиционно выделяют следющие

фнциональные подсистемы:

— техничесой под отови производства;

— технио-эономичесо о планирования;

— оперативно о правления производством;

— материально-техничесо о снабжения;

— правления адрами;

— правления ачеством продции;

— финансовая подсистема и др.

Цели этих подсистем следют из их названия.

Применительно  АСУ ВУЗ можно выделить следющие фн-

циональные подсистемы: абитриент, расписание, тещая с-

певаемость, эзаменационная сессия и т. п.

Пратичеси в любой подсистеме фнциональной части АС

решаются следющие фнциональные задачи:

— планирование, т. е. разработа расписания деятельности

объета правления на неоторый алендарный отрезо

времени;

— онтроль, т. е. сбор первичной информации о состоянии

объета правления и внешней среды;

— ре лирование, т. е. сопоставление собранно о р а дан-

ных с неоторыми запланированными (или нормативны-

ми) величинами;

— выдача правляющих воздействий — оманд, подаваемых

на объет правления в слчае отлонения реальных пара-

метров производственно о процесса от запланированных

или нормативных величин.

Применительно  АСУП правляющие воздействия мо т быть:

— эономичесие (выдача заработной платы, премий, начис-

ление штрафов);

— техноло ичесие (введение ново о обордования, измене-

ние сществющей техноло ии);

— административные (объявления бла одарностей, админис-

тративных взысаний и т. д.).

При решении любой из перечисленных лобальных фн-

циональных задач из стртры системы может быть выделена

часть, оторая обеспечивает их решение — обеспечивающая

часть АС.

Она влючает в себя математичесое, информационное, про-

раммное, техничесое, лин вистичесое и др ие виды обеспе-

чения АС.

Ино да в литератре обеспечивающю часть называют авто-

матизированной системой обработи данных (или АСОД) или

информационно-вычислительной системой (ИВС).

Математичесое обеспечение — это набор математичесих

формл, соотношений, ал оритмов, математичесих моделей,

методи, предназначенных для решения задач правления и об-

работи информации.

Информационное обеспечение применительно  АСУП — со-

вопность единой системы лассифиаторов, одов технио-

эономичесой информации, нифицированной системы до-

ментации, а таже массивов информации, использемых в АС.

Проще оворя, информационное обеспечение — это вся инфор-

мация, использемая для решения задач правления и обработи

информации.

Про раммное обеспечение — это набор рабочих про рамм,

паетов про рамм, паетов приладных про рамм, про раммных

омплесов и т. п. Проще оворя, это все про раммы, использе-

мые для решения задач правления и обработи информации с

помощью ЭВМ.

Техничесое обеспечение — все техничесие средства, ис-

польземые для автоматизированно о решения задач правления

и обработи информации.

Лин вистичесое обеспечение — это набор языовых средств,

реализющий држественный интерфейс межд пользователем

и ЭВМ в целях повышения эффетивности общения человеа с

машиной.

Классифиация АС по направлению деятельности (области

применения) поазана на рис. 2.2. Ка видно из это о рисна,

в промышленной сфере превалирет иерархичесое построе-

ние АС.

С этих позиций прежде все о можно выделить два очень

больших ласса систем — это АСУ техноло ичесими процесса-

ми (АСУТП) и АС ор анизационно о типа. В АСУТП объетом

правления является техноло ичесий процесс, понимаемый в

широом смысле это о понятия, это собственно техноло ичес-

Управляющая часть воздействет на объет правления пос-

редством выдачи оманд, желая привести объет правления в

неоторое требемое состояние. Команды — это распорядитель-

ная информация. Посоль правляющей части небезразлично

состояние объета правления, то все да пристствет обратная

связь, это — осведомительная информация.

Взаимодействие правляющей части с объетом правления

осществляется в неоторой среде, оторая в общем слчае вре-

дит правлению.

Применительно  АСУП традиционно выделяют следющие

фнциональные подсистемы:

— техничесой под отови производства;

— технио-эономичесо о планирования;

— оперативно о правления производством;

— материально-техничесо о снабжения;

— правления адрами;

— правления ачеством продции;

— финансовая подсистема и др.

Цели этих подсистем следют из их названия.

Применительно  АСУ ВУЗ можно выделить следющие фн-

циональные подсистемы: абитриент, расписание, тещая с-

певаемость, эзаменационная сессия и т. п.

Пратичеси в любой подсистеме фнциональной части АС

решаются следющие фнциональные задачи:

— планирование, т. е. разработа расписания деятельности

объета правления на неоторый алендарный отрезо

времени;

— онтроль, т. е. сбор первичной информации о состоянии

объета правления и внешней среды;

— ре лирование, т. е. сопоставление собранно о р а дан-

ных с неоторыми запланированными (или нормативны-

ми) величинами;

— выдача правляющих воздействий — оманд, подаваемых

на объет правления в слчае отлонения реальных пара-

метров производственно о процесса от запланированных

или нормативных величин.

Применительно  АСУП правляющие воздействия мо т быть:

— эономичесие (выдача заработной платы, премий, начис-

ление штрафов);

— техноло ичесие (введение ново о обордования, измене-

ние сществющей техноло ии);

— административные (объявления бла одарностей, админис-

тративных взысаний и т. д.).

При решении любой из перечисленных лобальных фн-

циональных задач из стртры системы может быть выделена

часть, оторая обеспечивает их решение — обеспечивающая

часть АС.

Она влючает в себя математичесое, информационное, про-

раммное, техничесое, лин вистичесое и др ие виды обеспе-

чения АС.

Ино да в литератре обеспечивающю часть называют авто-

матизированной системой обработи данных (или АСОД) или

информационно-вычислительной системой (ИВС).

Математичесое обеспечение — это набор математичесих

формл, соотношений, ал оритмов, математичесих моделей,

методи, предназначенных для решения задач правления и об-

работи информации.

Информационное обеспечение применительно  АСУП — со-

вопность единой системы лассифиаторов, одов технио-

эономичесой информации, нифицированной системы до-

ментации, а таже массивов информации, использемых в АС.

Проще оворя, информационное обеспечение — это вся инфор-

мация, использемая для решения задач правления и обработи

информации.

Про раммное обеспечение — это набор рабочих про рамм,

паетов про рамм, паетов приладных про рамм, про раммных

омплесов и т. п. Проще оворя, это все про раммы, использе-

мые для решения задач правления и обработи информации с

помощью ЭВМ.

Техничесое обеспечение — все техничесие средства, ис-

польземые для автоматизированно о решения задач правления

и обработи информации.

Лин вистичесое обеспечение — это набор языовых средств,

реализющий држественный интерфейс межд пользователем

и ЭВМ в целях повышения эффетивности общения человеа с

машиной.

Классифиация АС по направлению деятельности (области

применения) поазана на рис. 2.2. Ка видно из это о рисна,

в промышленной сфере превалирет иерархичесое построе-

ние АС.

С этих позиций прежде все о можно выделить два очень

больших ласса систем — это АСУ техноло ичесими процесса-

ми (АСУТП) и АС ор анизационно о типа. В АСУТП объетом

правления является техноло ичесий процесс, понимаемый в

широом смысле это о понятия, это собственно техноло ичес-

ий процесс, а таже, например, процесс правления полетом

раеты или самолета, движением орабля, правление химичес-

им или ядерным реатором и т. п. В ор анизационных систе-

мах объетом правления является оллетив людей (предпри-

ятие, отрасль, дивизия и т. п.). Др ое различие межд этими

системами залючается в виде основно о носителя информа-

ции. В АСУТП этим носителем является си нал (элетричесий,

механичесий, идравличесий, радиоси нал и т. п.), в ор ани-

зационных системах основной носитель — домент. Следю-

щий ласс систем — инте рированные системы. Они представ-

ляют собой совопность одной ор анизационной системы и

несольих АСУТП, причем ор анизационная система распола-

ается на верхнем ровне иерархии, а АСУТП — на одном или

несольих нижних ровнях.

По сфере (специфие) применения АС различаются следющим

образом (рис. 2.3).

Из это о ласса АС историчеси первыми стали применяться

АС на производстве.

ÀÑ â òîðãîâëå

ÀÑÓÏ

ÀÑÓ öåõîì

Íåïðåðûâíûì

Äèñêðåòíûì

Ïåðèîäè÷åñêèì

ÀÑ áàíêîâ, êðåäèòíî-

ôèíàíñîâîé ñôåðû

ÀÈÑ ñîöèàëüíûìè

ïðîöåññàìè

ÀÑ íà òðàíñïîðòå

ÀÑ îáúåäèíåíèåì,

êðóïíîé ôèðìîé

ÀÑ ÍÈÈ, ÊÁ,

Îáùåãîñóäàðñòâåííàÿ ÀÑ (ÎÃÀÑ)

Î ò ð à ñ ë å â û å À Ñ (Î À Ñ Ó)

Ïðîìûøëåííîé ñôåðû

Ýêñïåðòíûå ñèñòåìû

ÑÀÏÐ

ÀÑÍÈ

ÀÈÑ "Áèáëèîòåêà"

Íåïðîìûøëåííîé

ñôåðû

Íàó÷íîé ñôåðû,

îáðàçîâàíèÿ, êóëüòóðû

òåõíîëîãè÷åñêèì

ÀÑÓ

ïðîöåññîì

âóçîâ, êóëüòóðû

Рис. 2.2. Классифиация АС по направлениию деятельности

(области применения)

Классифиация AC no оранизации

информационных процессов. В зависи-

мости от ор анизации информацион-

ных процессов АС делятся на два

больших ласса: правляющие и ин-

формационные. В информационных

системах (ИС) правление отстств-

ет, например: автоматизированные

системы начных исследований —

АСНИ, «Библиотеа», системы авто-

матизированно о проетирования —

САПР, эспертные системы — ЭС

и др. В отличие от чисто информаци-

онных систем в таих АИС, а авто-

матизированные системы правле-

ния техноло ичесими процессами —

АСУТП, АСУ предприятиями — АСУП, правление занимает важное

место и бывает либо автоматичесим, либо автоматизированным.

Информационно-поисовые системы (ИПС) — в них объе-

том правления является процедра поиса требемой информа-

ции в очень больших объемах этой информации. Типичный при-

мер — различные библиотечные системы, системы продажи би-

летов на транспортные средства и т. п.

Системы автоматизированно о проетирования (САПР) —

в них объетом правления является процесс проетирования из-

делий любой природы (стана, самолета, ЭВМ, АСУ и т. п.).

Следющий ласс систем — АС начных исследований и омп-

лесных испытаний (АСНИ). Здесь объетом правления является

процесс исследования объета любой работы (исследования про-

цесса работы дви ателя, полета самолета, работы реатора и т. п.).

В последнее время ативно развиваются ибие автоматизи-

рованные производства (ГАП). ГАП — неоторая производствен-

ная единица, фнционирющая на основе безлюдной техноло-

ии и находящаяся под правлением единой про раммы. Перена-

лада производства (естественно, в неоторых пределах) с выпса

одно о изделия на др ое сводится  замене тольо про раммно о

обеспечения.

Для всех этих лассов систем харатерны общие черты АС, а

именно наличие всех вышеперечисленных видов обеспечения

и человеа а основно о звена, принимающе о решения. Все

вышеперечисленные лассы систем оперирют с данными, или,

проще оворя, с неоторыми цифрами, хранящимися в памяти

системы.

Àäìèíèñòðàòèâíûå

ÀÑ

Ýêîëîãè÷åñêèå

Êðèìèíàëèñòè÷åñêèå

Âîåííûå

Ó÷åáíûå

Ìåäèöèíñêèå

Ïðîèçâîäñòâåííûå

Ìåòåî

îëîãè÷åñêèå

Рис. 2.3. Классифиация АС

по специфие применения

ий процесс, а таже, например, процесс правления полетом

раеты или самолета, движением орабля, правление химичес-

им или ядерным реатором и т. п. В ор анизационных систе-

мах объетом правления является оллетив людей (предпри-

ятие, отрасль, дивизия и т. п.). Др ое различие межд этими

системами залючается в виде основно о носителя информа-

ции. В АСУТП этим носителем является си нал (элетричесий,

механичесий, идравличесий, радиоси нал и т. п.), в ор ани-

зационных системах основной носитель — домент. Следю-

щий ласс систем — инте рированные системы. Они представ-

ляют собой совопность одной ор анизационной системы и

несольих АСУТП, причем ор анизационная система распола-

ается на верхнем ровне иерархии, а АСУТП — на одном или

несольих нижних ровнях.

По сфере (специфие) применения АС различаются следющим

образом (рис. 2.3).

Из это о ласса АС историчеси первыми стали применяться

АС на производстве.

ÀÑ â òîðãîâëå

ÀÑÓÏ

ÀÑÓ öåõîì

Íåïðåðûâíûì

Äèñêðåòíûì

Ïåðèîäè÷åñêèì

ÀÑ áàíêîâ, êðåäèòíî-

ôèíàíñîâîé ñôåðû

ÀÈÑ ñîöèàëüíûìè

ïðîöåññàìè

ÀÑ íà òðàíñïîðòå

ÀÑ îáúåäèíåíèåì,

êðóïíîé ôèðìîé

ÀÑ ÍÈÈ, ÊÁ,

Îáùåãîñóäàðñòâåííàÿ ÀÑ (ÎÃÀÑ)

Î ò ð à ñ ë å â û å À Ñ (Î À Ñ Ó)

Ïðîìûøëåííîé ñôåðû

Ýêñïåðòíûå ñèñòåìû

ÑÀÏÐ

ÀÑÍÈ

ÀÈÑ "Áèáëèîòåêà"

Íåïðîìûøëåííîé

ñôåðû

Íàó÷íîé ñôåðû,

îáðàçîâàíèÿ, êóëüòóðû

òåõíîëîãè÷åñêèì

ÀÑÓ

ïðîöåññîì

âóçîâ, êóëüòóðû

Рис. 2.2. Классифиация АС по направлениию деятельности

(области применения)

Классифиация AC no оранизации

информационных процессов. В зависи-

мости от ор анизации информацион-

ных процессов АС делятся на два

больших ласса: правляющие и ин-

формационные. В информационных

системах (ИС) правление отстств-

ет, например: автоматизированные

системы начных исследований —

АСНИ, «Библиотеа», системы авто-

матизированно о проетирования —

САПР, эспертные системы — ЭС

и др. В отличие от чисто информаци-

онных систем в таих АИС, а авто-

матизированные системы правле-

ния техноло ичесими процессами —

АСУТП, АСУ предприятиями — АСУП, правление занимает важное

место и бывает либо автоматичесим, либо автоматизированным.

Информационно-поисовые системы (ИПС) — в них объе-

том правления является процедра поиса требемой информа-

ции в очень больших объемах этой информации. Типичный при-

мер — различные библиотечные системы, системы продажи би-

летов на транспортные средства и т. п.

Системы автоматизированно о проетирования (САПР) —

в них объетом правления является процесс проетирования из-

делий любой природы (стана, самолета, ЭВМ, АСУ и т. п.).

Следющий ласс систем — АС начных исследований и омп-

лесных испытаний (АСНИ). Здесь объетом правления является

процесс исследования объета любой работы (исследования про-

цесса работы дви ателя, полета самолета, работы реатора и т. п.).

В последнее время ативно развиваются ибие автоматизи-

рованные производства (ГАП). ГАП — неоторая производствен-

ная единица, фнционирющая на основе безлюдной техноло-

ии и находящаяся под правлением единой про раммы. Перена-

лада производства (естественно, в неоторых пределах) с выпса

одно о изделия на др ое сводится  замене тольо про раммно о

обеспечения.

Для всех этих лассов систем харатерны общие черты АС, а

именно наличие всех вышеперечисленных видов обеспечения

и человеа а основно о звена, принимающе о решения. Все

вышеперечисленные лассы систем оперирют с данными, или,

проще оворя, с неоторыми цифрами, хранящимися в памяти

системы.

Àäìèíèñòðàòèâíûå

ÀÑ

Ýêîëîãè÷åñêèå

Êðèìèíàëèñòè÷åñêèå

Âîåííûå

Ó÷åáíûå

Ìåäèöèíñêèå

Ïðîèçâîäñòâåííûå

Ìåòåî

îëîãè÷åñêèå

Рис. 2.3. Классифиация АС

по специфие применения

Интеллетальные системы (эспертные системы) в отличие

от предыдщих систем оперирют со знаниями, хранящимися в

бане знаний. Типичные примеры — это медицинсие эсперт-

ные системы, еоло ичесие эспертные системы и т. п. База зна-

ний (или бан знаний) формирется в резльтате обобщения зна-

ний ведщих ченых, пратиов, а таже информации, храня-

щейся в моно рафиях, статьях, ни ах, и т. п.

Классифиация АС по назначению. Данная лассифиация

приведена на рис. 2.4.

Классифиация АС по территори-

альном призна. Эта лассифиация

поазана на рис. 2.5. АС различаются

таже по ровню развития в зависи-

мости от поолений ЭВМ, на ото-

рых они базирются.

Следет отметить информацион-

ные техноло ии (ИТ) и АС, с помо-

щью оторых ре лирются миро-

социальные процессы. Это ИТ и АС

денежно-ассовых операций, распре-

деления мест на транспорте, в ости-

ницах, метеороло ичесой и др ой

справочной информации.

Разнообразие ИТ и АС постоянно

растет.

Ïîäñèñòåìû

ÀÑ

Ïëàíèðîâàíèÿ è ïðîãíîçèðîâàíèÿ

Äèàãíîñòèêè

Êîíòðîëÿ êà÷åñòâà ïðîäóêöèè

ÀÑÓ ÒÏ

Îïåðàòèâíîãî óïðàâëåíèÿ

Ïîäñèñòåìû

Ñîöèàëüíîé ñôåðû ïðåäïðèÿòèÿ

Êàäðîâ

Ñêëàäîâ

Ñíàáæåíèÿ

Òðàíñïîðòà

Áóõãàëòåðñêîãî ó÷åòà

Ïðîïóñêíîãî ðåæèìà

õîçÿéñòâåííîé è

Îðãàíèçàöèÿ

ýêîíîìè÷åñêîé

äåÿòåëüíîñòè

Óïðàâëåíèå

ïðîèçâîäñòâîì

Рис. 2.4. Классифиация АС по назначению

Ãëîáàëüíûå

ÀÑ

Ãåîèíôîðìàöèîííûå

Ðàéîííûå

Ãîðîäñêèå

Êîðïîðàòèâíûå

ÀÑ îêðóãà, îáëàñòè,

Ðåãèîíàëüíûå

Ëîêàëüíûå

êðàÿ, ðåñïóáëèêè

Рис. 2.5. Классифиация АС

по территориальном призна

2.2. Основные принципы построения

автоматизированных систем

Наопленный опыт разработи и эсплатации АС позволяет

сформлировать ряд принципов их построения, соблюдение о-

торых является необходимым словием создания эффетивных

систем. Мы рассмотрим эти принципы применительно  систе-

мам правления производством, но они в полной мере примени-

мы и  системам др их лассов.

1. Принцип системноо подхода.

Это основопола ающий принцип. Сть е о залючается в том,

что проетиремый объет должен рассматриваться с позиций более

высоо о ровня. Та, например, проетиремая задача должна рас-

сматриваться с позиций фнциональной подсистемы, в оторю

она входит; проетиремая подсистема — с позиций системы и т. п.

Проетирование автоматизированной системы должно начи-

наться с тщательно о системно о анализа объета правления, п-

равляющей части и внешней среды. Необходимо выяснить все

множество фаторов, под влиянием оторых находится система, а

таже все множество фаторов, на оторые влияет сама система.

Параллельно с этим необходимо выяснить все множество целей,

стоящих перед проетиремой системой. Для аждой цели необхо-

димо разработать один или несольо ритериев эффетивности,

оторые являются численной мерой степени достижения целей.

Необходимо всрыть весь омплес вопросов, оторые необходи-

мо решить для то о, чтобы проетиремая система наилчшим об-

разом соответствовала бы поставленным целям и ритериям эф-

фетивности. Применительно  АС ор анизационно о правления

производственными процессами в этот омплес вопросов долж-

ны влючаться не тольо техничесие вопросы, но таже вопросы

эономичесие и ор анизационные. Внедрение АС должно сопро-

вождаться совершенствованием эономичесих поазателей и

методов эономичесо о стимлирования, а таже изменением с-

ществющих и заоненных форм доментов, изменением марш-

ртов их движения, изменением фнциональных обязанностей

работниов аппарата правления и т. п.

2. Принцип новых задач.

Сть е о залючается в том, что совершенно недостаточно о -

раничиться тем, чтобы переложить на ЭВМ и др ие техничесие

средства сложившиеся формы, методы и задачи правления.

Главное внимание следет делить тем о ромным возможностям,

оторые отрывает использование современной вычислительной

технии и про раммно о обеспечения. Особое внимание следет

обратить на те задачи, оторые в сществющей системе прав-