Общая характеристика систем управления, функциональное назначение, структура и классификация арм

УРОК № 7. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ.

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ, СТРУКТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ АРМ

1. Общая характеристика систем управления

Система управления – это совокупность управляемого объекта или процесса и устройства управления, к которому относится комплекс средств приема, сбора и передачи информации и формирования управляющих сигналов и команд. При этом действие системы управления направлено на улучшение и поддержание работы процесса или объекта. В некоторых случаях без АСУ вообще невозможно решение задачи в силу сложности процесса управления.

Управляемый объект – это элемент системы, который для нормального функционирования нуждается в систематическом контроле и регулировании.

Управляющий объект – элемент системы, который обеспечивает слежение за деятельностью управляемого объекта, выявляет возможные отклонения от заданной программы и обеспечивает своевременное приведение его к нормальному функционированию.

Все системы управления, с точки зрения логики их функционирования, решают три задачи:

·  сбор информации об управляемом объекте;

·  обработка информации;

·  выдача управляющих воздействий в той или иной форме.

В зависимости от вида системы, управление представляет собой воздействия на физическом или информационном уровне, направленные на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с имеющейся программой или целью управления.

Различают основные типы систем управления:

·  системы управления технологическими процессами в широком смысле этого слова, предназначенные для непосредственного управления производственными процессами на физическом уровне процесса;

·  системы информационного управления, имеющие дело с объектами организационной природы, предназначенные для решения задач управления таких объектов управления, как крупные технические подразделения, военные, строительные и иные объекты разных рангов.

Главное отличие между ними заключается в характере объекта управления. В первом случае это всевозможные установки, приборы, станки и прочее, во втором – прежде всего люди.

Другое отличие между указанными системами заключается в форме передачи информации. Если в системах управления технологическими процессами основной формой передачи информации являются различного рода сигналы, то в системах организационного управления это документы. Чёткую границу между двумя рассматриваемыми типами систем провести невозможно, чаще всего передача информации осуществляется как с помощью документов, так и с помощью сигналов.

Автоматизация систем управления осуществляется с помощью вычислительной техники. В зависимости от степени участия человека в управлении, системы управления можно классифицировать следующим образом:

·  автоматизированные;

·  полуавтоматические;

·  автоматические.

Автоматизированная система не исключает, а наоборот, предполагает участие человека в управлении системой и принятие человеком ключевых решений, в то время как автоматические системы управления исключают участие человека в управлении объектом. Полуавтоматическая система может рассматриваться как вариант автоматической системы, в которой уровень развития техники еще не позволяет исключить человека из контуров системы управления.

Центральным ядром системы управления, с помощью которого осуществляется ее автоматизация, является вычислительная машина. Возможны два способа взаимодействия между ЭВМ, объектом управления и органом управления.

В первом случае ЭВМ используется, как правило, для решения отдельных периодически повторяющихся трудоемких задач. Сбор информации ведется вручную, так же осуществляется и подготовка документов с управляющими воздействиями. Подобная система может быть названа системой обработки данных. Обращение пользователей к системам обработки данных чаще всего приводит к обновлению информации; вывод информации может вовсе отсутствовать или представлять собой результат программной обработки хранимых сведений, а не сами сведения. Примером системы обработки данных может быть система расчёта энергоснабжающих организаций с потребителями. Она содержит сведения о потребителях, большинство обработок информации предполагает обновление тарифов, расчёт суммы за потреблённую электроэнергию, подведение итогов за некоторый расчётный период, информацию о задолженности и т. п.

Во втором случае основная информация о состоянии управляемого объекта собирается автоматически машиной (в общем случае – вычислительным центром). ЭВМ перерабатывает поступающую информацию и в том или ином виде готовит выходную документацию, после чего выносится решение о воздействии на объект. Автоматизированные системы управления классифицируют также в зависимости от вида выдаваемой ими выходной документации. Последняя может быть представлена в виде:

·  Переработанной, упорядоченной совокупности сведений об управляемом объекте. На основании их человек (или группа людей) принимает решение о характере воздействия на объект. Это свойственно системе обработки данных, но не собственно автоматизированной системе.

·  Совокупности рекомендаций (вариантов решения) относительно характера воздействия на управляемый объект. Окончательное решение в данном случае принимает человек. Такая реализация наиболее типична для автоматизированных систем управления.

2. Функциональное назначение АРМ

С целью обеспечения возможности взаимодействия человека с системой, с целью доступа к результатам регистрации информации, появляется необходимость реализовать в рамках АСУ АРМ, представляющее собой совокупность программно-аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие человека с ЭВМ в интерактивном режиме.

Вся информация, циркулирующая в системе, в процессе управления функционированием технических средств системы и получения результатов регистрации информации после обработки специально разработанными алгоритмами в формализованном виде поступает в АРМ.

Регистрация – это сохранение в памяти ЭВМ информации, поступающей в систему или циркулирующей в системе в некоторых информационных массивах, организованных как базы данных. Также необходимо обеспечить сохранение всей информации о техническом состоянии устройств, поступающей в систему или циркулирующей в системе.

Документирование – это, по сути, представление на экране монитора или принтере выборки из этих информационных массивов (баз данных) в заданной, удобной для дальнейшего анализа, форме.

Хранение информации в памяти ЭВМ в виде информационных массивов и возможность представления выборок из этих информационных массивов на экран монитора и принтер для обеспечения успешного взаимодействия человек - система – задачи регистрации и документирования информации, которые были поставлены перед создателями АРМ.

3. Структура и классификация АРМ

В основу конструирования АРМ положены следующие основные принципы:

·  Максимальная ориентация на конечного пользователя, достигаемая созданием инструментальных средств адаптации АРМ к уровню подготовки пользователя, возможностей его обучения и самообучения.

·  Формализация профессиональных знаний, то есть возможность предоставления с помощью АРМ самостоятельно автоматизировать новые функции и решать новые задачи в процессе накопления опыта работы с системой.

·  Проблемная ориентация АРМ на решение определенного класса задач, объединенных общей технологией обработки информации, единством режимов работы и эксплуатации, что характерно для специалистов экономических служб.

·  Модульность построения, обеспечивающая сопряжение АРМ с другими элементами системы обработки информации, а также модификацию и наращивание возможностей АРМ без прерывания его функционирования.

·  Эргономичность, то есть создание для пользователя комфортных условий труда и дружественного интерфейса общения с системой.

В основу классификации АРМ может быть положен ряд классификационных признаков. С учётом областей применения возможна классификация АРМ по функциональному признаку:

·  АРМ административно - управленческого персонала;

·  АРМ проектировщика радиоэлектронной аппаратуры, автоматизированных систем управления и т. д.

·  АРМ специалиста в области экономики, математики, физики, и т. д.

·  АРМ производственно-технологического назначения.

Важным классификационным признаком АРМ является режим его эксплуатации, по которому выделяются одиночный, групповой и сетевой режимы эксплуатации. В первом случае АРМ реализуется на обособленной ПЭВМ, все ресурсы который находятся в монопольном распоряжении пользователя. Такое рабочее место ориентировано на решение нестандартных, специфических задач, и для его реализации применяются ЭВМ небольшой мощности.

При групповом режиме эксплуатации на базе одной ЭВМ реализуется несколько рабочих мест, объединенных по принципу административной или функциональной общности. В этом случае требуются уже более мощные ЭВМ и достаточно сложное программное обеспечение. Групповой режим эксплуатации обычно используется для организации распределенной обработки данных в пределах отдельного подразделения или организации для обслуживания стабильных групп специалистов и руководителей.

Сетевой режим эксплуатации АРМ объединяет достоинства первого и второго. В этом случае каждое АРМ строится на базе одной ЭВМ, но в то же время имеется возможность использовать некоторые общие ресурсы вычислительной сети.

Одним из подходов к классификации АРМ является их систематизация по видам решаемых задач. Возможны следующие группы АРМ:

·  для решения информационно-вычислительных задач;

·  для решения задач подготовки и ввода данных;

·  для решения информационно-справочных задач;

·  для решения задач учёта потребления электроэнергии;

·  для решения задач статистической обработки данных;

·  для решения задач аналитических расчётов.

Обоснованное отнесения АРМ к определённой группе будет способствовать более глубокому и тщательному анализу, возможности сравнительной оценки различных однотипных АРМ с целью выбора наиболее предпочтительного.

4. Эргономика аппаратных и программных средств автоматизированных систем

обработки информации и управления

Ускоренное и масштабное развитие приобрели эргономические исследования и разработки в области аппаратных и программных средств вычислительной техники, а также проектирование деятельности пользователя с компьютером и формирование рабочей среды. Основная цель – обеспечить создание компьютерных систем, наиболее пригодных к использованию, удобных и безопасных.

Производители и пользователи уделяют пристальное внимание учету требований эргономики при создании компьютерных систем, созданию «дружественных» человеку систем. Это позволяет:

·  сократить время обучения и затраты на него;

·  уменьшить число ошибок человека при вводе данных и получении информации;

·  исключить потребность в экстенсивных системах поддержки пользователей и оказании экстренной помощи;

·  повысить эффективность работы специалистов;

·  снизить стоимость отладки;

·  обеспечить безопасность и сохранение здоровья пользователей;

·  увеличить конкурентоспособность одного типа компьютерных систем по сравнению с другими при идентичных технических и функциональных возможностях;

·  повысить способность пользователя к принятию новых систем.

В связи с широкой компьютеризацией различных сфер жизни каждый человек - потенциальный пользователь информационной технологии, и большинство людей не заинтересованы тратить много времени на приобретение профессиональных навыков работы с многочисленными вычислительными системами разной конструкции. Поэтому перед фирмами - изготовителями, способными превращать в капитал естественное взаимодействие человека и вычислительной техники, открывается огромный рынок.

Контрольные вопросы и задания

1. Понятие о системе управления. Управляемый объект. Управляющий объект. 2. Задачи, решаемые системами управления. 3. Классификация систем управления в зависимости от степени участия человека в управлении. 4. Способы взаимодействия между ЭВМ, объектом управления и органом управления. 5. Классификация систем управления в зависимости от вида выдаваемой ими выходной документации. 6. Функциональное назначение АРМ. 7. Принципы, положенные в основу конструирования АРМ. 8. Классификация АРМ по функциональному признаку. 9. Группы АРМ по видам решаемых задач. 10. Преимущества, возникающие благодаря эргономике аппаратных и программных средств автоматизированных систем обработки информации и управления.