Лекция №1
Основные понятия информационных систем
Возникновение системы управления (СУ) обосновано следующими двумя объективными предпосылками: 1) Необходимостью осуществления постоянного роста производительности труда; 2) Разрешением противоречия между постоянно растущими сложностью и быстродействием производственных процессов и ограниченными возможностями человека, используемого в контуре управления.
Выделим 3 способа решения данных аспектов:
1) Повышение производительности труда – механизация;
Реализация этого способа привела к внедрению автоматических приводов, регуляторов с усилителем и измерительных приборов с унифицированными выходами. Механизация, как способ, имеет свой предел, продиктованный физиологическими особенностями человека, поэтому на определенной стадии механизации использование человека в контуре управления становится невозможным.
2) Вывод человека из контура управления и поручения его функций автомату – автоматизация;
Этот способ характеризуется вводом в действие систем локальной автоматики и систем автоматического регулирования, которые следят за правильной работой оборудования (в случае возникновения неисправности отключают) и поддерживают определенные параметры технологического процесса в заданных пределах. Особенностью автоматизации является требование строгой формализации управляемых процессов. Другими словами, с помощью этого способа нельзя управлять процессами, о которых хоть что-то неизвестно.
3) Совокупность способов решения проблем в непредвиденных заранее ситуациях – кибернетизация.
Именно на этом принципе строятся автоматизированные системы управления, в которых формализованные операции выполняют автоматы и ЭВМ, а неформализованные операции - человек. Этот способ характеризуется внедрением средств телемеханики и компьютеров (Рис. 1.).
Рис.1 Этапы автоматизации
Компоненты информационных систем
Современная информационная система практически любого производственного процесса представляет собой машинный комплекс, имеющий сложное строение. Для достаточно полного (понятного) описания таких ИС необходимо отразить все ее внутреннее состояние в нескольких "разрезах". Такими "разрезами" являются: функциональная структура, математическое, информационное, техническое, организационное и кадровое обеспечения.
Функциональная структура. Функциональная структура информационной системы представляет собой перечень реализуемых ею функций (задач) и отражает их соподчиненность.
Под функцией ИС понимается круг действия ИС, направленных на достижение частной цели управления.
В свою очередь, различают: информационные функции централизованного контроля и функции вычислительных и логических операций. Информационные функции обязательно должны включать (Рис. 2):
Рис. 2. Функциональная структура информационной системы
1. Измерение, отображение и регистрацию значений параметров;
2. Обнаружение отклонений параметров от установленных пределов, их регистрацию и отображение;
3. Контроль за работой комплекса технических средств ИС;
4. Подготовку и обмен информацией с другими системами.
Управляющие функции должны включать:
5. Определение рационального режима производственного процесса;
6. Формирование и передачу управляющих воздействий на управляемый объект.
Математическое обеспечение. Математическое обеспечение (МО) состоит из алгоритмического и программного обеспечений (Рис. 3).
Рис. 3. Математическое обеспечение информационной системы
Алгоритмическое обеспечение (АО) - это совокупность математических методов, моделей и алгоритмов, используемых в системе для решения задач и обработки информации.
Программное обеспечение (ПО) подразделяется на общее и специальное ПО.
Общее программное обеспечение (ОПО) - это машинно-ориентированное ПО. Оно реализовано в виде операционной системы, которая управляет работой УВК (супервизор, монитор), тестовых программ и системы программирования, автоматизирующей процесс написания и отладки прикладных программ на языках высокого уровня.
Специальное программное обеспечение (СПО) является проблемно-ориентированным и реализуются в виде комплекса программ решения конкретных задач ИС. Оно подразделяется на общесистемное и прикладное программное обеспечения.
Информационное обеспечение. Информационное обеспечение (ИО) - это совокупность средств и методов построения информационной базы. Оно определяет способы и формы отображения состояния объекта управления в виде данных (внутри УВК), документов, графиков и сигналов (вне УВК).
Информационное обеспечение состоит из внешнего и внутреннего ИО (Рис. 4):
Рис. 4. Информационное обеспечение ИС
Внешнее ИО содержит правила классификации и кодирования, нормативно-справочную информацию, оперативную информацию, методические и инструктивные материалы.
Внутреннее ИО состоит из входных сигналов и данных, промежуточных информационных массивов, выходных сигналов и документов.
Техническое обеспечение. Техническое обеспечение или комплекс технических средств (КТС), ИС которого состоит из средств: получения, преобразования, передачи и отображения информации, вычислительной техники, локального управления и регулирования.
Организационное обеспечение. Организационное обеспечение - это совокупность средств и методов организации производства и управления им в условиях внедрения ИС.
Целью организационного обеспечения является:
выбор и постановка задач управления;
анализ системы управления и путей ее совершенствования;
разработка решений по организации взаимодействия ИС и персонала;
внедрение задач управления.
Организационное обеспечение включает в себя методики проведения работ, требования к оформлению документов, должностные инструкции и т.д.
Кадровое обеспечение. Кадровое обеспечение - это совокупность методов и средств по организации и проведению обучения персонала приемам работы с ИС. Целью кадрового обеспечения является поддержание работоспособности ИС и возможности дальнейшего ее развития. Кадровое обеспечение включает методики обучения, программы курсов и практических занятий, технические средства обучения и правила работы с ними и т.д.
Лекция №2.