Моб. Тел. – 8(917)563-44-37Технологиялық шаралар ең маңызды, шешуші шаралар болып келеді, олар шаңның құралу себептерін жоюына бағытталған. Мысалы, отқ төзімді бұйымдарды жасауда шикізатты ұсақтау мен ұнтақтаудың ылғалды әдісін қолдану шаңның пайда болуын мүлдем болдырмайды. Тау-кең өнеркәсіінде гпурларды бұрғылау жұмыстарын сумен шаюды қолданып бірге жүргізсе, ауаның шаңдануы және пневмокониоздармен сырқаттануы күрт төмендейді. Егер шаң тудырғыш технологиялық процесстерді шаңсыз процесстерге ауыстыру мүмкіндігі болмаса шаң шығарушы материалдарды ұнтақтау, тиеу, тасу және буып-тұю процесстерні кешенді механикаланлырып (дистаниялық) алыстық басшылық жасау қондырғыларын қолдану жолы шаңмен күресті жүргізудің басты бағыттарының бірі болып келеді. Мұндай жағдайларда тек шаң шығару күрт төмендеме ғана, жұмысшылардың шаң шығару орындарында болу қажеттігі болмайды. Пайда болған шаңдарды басу бойынша ерекше роль суды қолдануына беріледі, әсіресе бұл әдіс құрғақ процесстерді ылғалды процесстерге ауыстыру, және де шаңның ауаға түсу орнында шамалы суландыру мақсатымен қолданылады. Көмірді байытуда, керамикаларды жасауда т.б. ылғалды әдістерді қолдану ауаның шаңдануын оның рұқсатталған мөлшеріне дейін төмендетіп, пневмокониоз ауруларының пайда болу қауіптігін болдырмайды. Ауадағы қалдық шаңдармен күрес жүргізуде басты роль тікелей шаң шығарушы көзіне жақын ұтымды орналасқан жергілікті сыртқа шығарушы вентиляциясыгна беріледі. Шаңмен күрес бойынша вентиляция.
Проектирование информационных систем. Преподаватель – Максимов Николай Анатольевич. Кабинет –. Эл. Почта – [email protected]. Моб. Тел. – 8(917)563-44-37.
Лекция № 1 (03.09.2013) Под информационной системой мы будем понимать объединение самоорганизующихся и совместно действующих как единое целое элементов, предназначенных для приема, обработки, хранения, отображения и передачи информации.
Этапы становления: 1. Ручной этап. Проектирование ИС в ручном режиме(шумеры и их глиняные таблички). 2. Механический этап. Вторая половина -го века. Появление механических вычислительных средств. 3. Электрический этап. Конец 19-го и начало 20-го века. 4. Электронно-механический. Примерно 1930 – 1970, создание ЭВМи появление ЯПВУ. 5. Электронно-логический. Формирование представлений о структуре хранения данных. Создание автоматизированных баз данных. 6. Электронно-интеллектуальный. Появление ПК, переход от централизованной к распределенной обработке. Появление систем поддержки принятия решения. 7. Формирование информационного пространства.
Лекция № 2 (06.09.2013) Функциональная модель – это совокупность математических и логических операций преобразования данных в искусственной системе, отражающих реальные процессы обработки информации в предметной области. Информационная модель – это совокупность логически и физически упорядоченных данных в искусственных системах, отражающая реальные характеристики объекта предметной области. Проблемы интеграции ИС. Путь решения интеграции – физическое объединения баз данных. Пути решения интеграции БД в единую информационную среду: - согласования информационных представлений об используемых изделиях (технических средствах, программных продуктах); - организации активного обмена согласованной информацией; - исчерпывающего анализа всех факторов, влияющих на конкурентоспособность изделия;
CALS (Continuous Acquisition and Life-Cicle Support), переводе означает «Поддержка жизненного цикла изделий». Исторически возникновение CALS связано с масштабными проектами США годов прошлого века.
Первоначально реализация CALS предусматривала два уровня: 1. уровень интеграции процессов (различных видов деятельности) – аспект «методов» (организация и интеграция в рамках согласованного процесса проектирования, разработки, производства, эксплуатации, сервисного обслуживания и типизации проектных решений) 2. уровень интеграции данных – аспект информационных технологий (сбор, хранение, обработка и передача данных между партнерами, работающими в рамках военных или гражданских проектов.
CALS – это стратегия промышленности и правительства, направленная на эффективное создание, обмен, управление и использование электронных данных, поддерживающих жизненный цикл изделий с помощью международных стандартов, реорганизацию предпринимательской деятельности и передовых технологий». Другими словами CALS – это прежде всего информационная стратегия, предусматривающая: - пересмотр путей ведения коммерческой деятельности; - применение типовой совокупности инструментов и международных стандартов; - стандартизацию деятельности предприятий и фирм с помощью стандартного набора организационных документов; - создание документации; - электронный обмен данными для организации поставок «точно во-время»; - более эффективное использование информации; - новые формы сотрудничества между предприятиями.
В процессе проектирования и инженерных расчетах: - сокращение времени проекта на 50%; - сокращение затрат на анализ выполнимости проекта на 15-40%.
В процессе организации поставок: - сокращение количества ошибок при передаче данных на 98%; - сокращение времени поиска и извлечения данных на 40%; - сокращение времени планирования проекта на 70%; - сокращение стоимости информации на 15-60%; - повышение значимых показателей качества на 80 %.
В процессе эксплуатации: - сокращение времени на изменение технической документации на 39%; - сокращение стоимости технической документации на 30-50 %.
Основные принципы CALS заключаются в следующем: - данные об изделии хранятся без дублирования и к ним разрешен параллельный доступ; - информация используется в течение всего жизненного цикла изделия; - информация обрабатывается совместно несколькими пользователями; - поддерживается дружественный интерфейс и доступ к информации, хранящейся в интегрированной базе данных; - осуществляется управление доступом, конфигурацией системы и потоком работ.
Технологии и стандарты взаимодействия и управления известные и применяемые в сложных ИС, представлены следующими условными группами: - архитектура ИВС; - стандарты межобъектного взаимодействия; - языковые средства информационной обработки; - технологии организации вычислений; - коммуникационные стандарты и технологии; - стандарты управления; - технологии поддержки управления проектами; - технологии администрирования. В качестве средств методической и программно-технической поддержки процесса проектирования можно выделить: - для проектирования вычислительной среды – методы экспертных оценок и математико-компьютерное моделирование, а также соответствующие программно-технические средства (ПТС) на основе экспертных систем и ПТС для создания моделей вычислительной среды, в том числе ПТС имитационного моделирования; - для проектирования программной и информационной среды – компьютерное моделирование и CASE-технологии, а также соответствующие ПТС для проведения моделирования и программные CASE-продукты; - для проектирования инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения – методы математико-компьютерного моделирования в совокупности с экспертными методами на основе специализированных и универсальных CAD; - для технико-экономического обоснования проектных решений – методы экспертных оценок и математико-экономического моделирования; - для разработки технической поддержки эксплуатации системы – методы ситуационного моделирования и управления на основе CAM-технологий (системы автоматического управления); - для управления ходом проекта – методы сетевого планирования и управления; - для получения проектно-конструкторской документации – программные продукты различных CAD/CAM систем, как и ряд CASE-продуктов, содержащих самостоятельные встроенные средства получения проектной документации в электронном виде.
Лекция № 3 (10.09.2013) Требования к разрабатываемым системам Основные требования разобьем на следующие группы: 1. Технико-экономические требования. 2. Эргономические и психофизические требования (система человек – машина). 3. Требования к информации. 4. Временные характеристики. 5. Требования к аппаратной части. 6. Безопасность.
Система обработки информации имеет два основных компонента, человек и машина. Описание деятельности такой системы можно представить как цепочку восприятий.
Место и роль человека сводиться к восприятию (через органы чувств), оценке информации, поступающей из разнородных источников, принятие решений, формированию и реализации команд для исполнения. Человек осуществляет также контроль за состоянием самой системы управления.
Автоматическая система – система датчиков. Автоматизированная система – система датчиков под управлением человека. Развернутая схема выглядит так:
Можно выделить следующие виды деятельности оператора: 1. Оператор-технолог включен в технический процесс, неотъемлемая часть системы. 2. Оператор-манипулятор, механическое воздействие на органы управления. 3. Оператор наблюдатель, отслеживание протекание процессов (диспетчер). 4. Оператор руководитель. 5. Оператор проектировщик и т.д.
От вида деятельности оператора формируются свои специфические требования к оператору и системе. Для технолога: знание технологических процессов, время реакции. Для руководителя характерен большой перечень требований: высокий уровень квалификации, знание системы управления, структуры производства и др.
Функции устройств отображения. Основной функцией устройств отображения являются образование поступающих от источников в виде электронных сигналов информации в наглядную информационную модель. Наиболее популярным источником отображения информации является монитор. В больших системах могут содержаться другие виды систем отображения информации, как коллективного, так и персонального пользования (Большие информационные табло, мнемощиты, табло).
В современной системе, системы отображения выступают в качестве единственного источника информации об объекте. Для улучшения восприятия информации человеком необходимо стремиться к упрощению информации. Определение степени упрощения и вида объемов информации представленной человеку является основной задачей деятельности оператора.
Общие требования к информационным моделям: 1. Представление информации необходимо в концентрированном виде и обобщенной форме. 2. Интегрирование сигнала в укрупненные единицы информации, позволяющие производить оценку нескольких взаимосвязанных параметров или суммирование большого объема одной информации. 3. Учет последовательной организации внимания оператора. 4. Компактное расположение средств отображения информации в границе оптимального поля зрения позволяющего разгрузить оперативную память человека. 5. Максимальное освобождение памяти оператора при принятии решений. 6. Адаптация средств отображения к психофизическим особенностям человека, это выражается в определении степени сложности и темпе предъявления информации при учете внешних условий его деятельности.
Классификация систем отображения. 1 группа: По объектам и совокупности контролируемых параметров. 1. Назначение и описание объекта. 2. Параметры, характеризующие объект (индикаторы). 3. Возможные состояния объекта (вкл./выкл.). 4. Вероятности перехода из одного состояния в другое. 5. Время нахождения объекта в каждом состоянии и время перехода. 6. Степень важности каждого состояния и т.д. 2 группа: По области применения или использования: 1. Справочная, выдача справок и информации. 2. Контролирующая, выдача результатов значений параметров и т.д. 3. Диагностические. 4. Обучающие, обеспечение процесса обучения и тренинга. 5. Управляющие. 6. Проектирующие. 3 группа: По характеру представления информации: 1. Изобразительный, включает в себя элементы, имеющие внешнее сходство с объектом управления или условно его отображающие в виде структуры, графического образа. 2. Индикационные, на которых информация представляется в виде аналоговой или цифровой, сигнальной. 3. Текстовый, знаковый, алгоритмический и т.д., знаки, графики, формулы, таблицы. 4 группа: Зависимость от принципа действия: 1. Электронно-магнитные, электронно-механические. 2. Лампы накаливания. 3. Полупроводниковые элементы и табло. 4. Газоразрядные и электролюминесцентные приборы. 5. Жидкокристаллические. 6. Лазерные индикаторы света. 7. Электронно-лучевые трубки. 8. Индикаторные приборы и элементы. 9. Механические и т.д. Требования к информационным моделям, образуемым системой отображения 1. Понимание наблюдения отображаемой ситуации, причем хорошо построенная модель помогает наблюдателю без детального анализа сигналов или информации. 2. Прояснить сложные отношения и ситуации так, чтобы значимые с точки зрения задачи, стоящие перед наблюдателем, тенденция развития сообщений, возникающие конфликты, связи были представлены в легко доступном для зрения виде, что бы детали позволяли понять целое. 3. Соблюдать необходимые условия, чтобы наблюдатель мог своевременно принять правильное решение. 4. Обеспечить эффективное информационное взаимопонимание человека и технических устройств. 5. Обеспечить максимальную надежность и свести до минимума возможность ошибок. 6. Создать условия позволяющие человеку легко менять способы деятельности, гибкость поведения человека и взаимозаменяемость наблюдателя оператором. 7. В том случае если система обслуживается коллективом наблюдателей обеспечить координацию действий входящих в него членов. Требования, характеризующие различные количественные показатели информации. 1. Порог. Минимальное количество информации – количество необходимое для правильного восприятия текущего состояния объекта. Максимальное количество информации – это то количество информации, при котором человек воспринимает всю переданную ему информацию, а если порог превышен то он может не заметить необходимой информации. 2. Полнота отображения объекта наблюдения. 3. Развертка и подача информации во времени. Возможно три режима работы 3.1. Динамика (временные характеристики) объекта и динамика отображения совпадает. 3.2.Отображение длительного интервала времени объекта более коротко, сжато. 3.3.Отображение быстротекущих процессов растянуто по времени.
Лекция № 4 (13.09.2013) Характеристики системы «человек- оператор» Основные из них: 1. Быстродействие (время реакции). 2. Точность. 3. Надежность. 4. Психическая напряженность.
Сначала определим, сколько необходимо времени для решения задачи. ; – восприятие оператором сигнала. – время принятие решения. – время поиска нужного органа управления. – время моторной реакции.
рассчитываются как - скрытое время реакции. - объем перерабатываемой информации. - скорость обработки информации.
Точность. Степени соответствия выполнения оператором определенных функций предписанных алгоритмом его деятельности. Для количественной оценки точности используется погрешность равная отклонению значения параметра (изменяемого, установленного, регулируемого) от истинного заданного или нормативного значения. ; – истинное значение. – измеренное значение.
Надежность. Способность оператора выполнять в полном объеме возложенные на него функции при определенных условиях работы. ; Характеризуется безошибочностью, готовностью, восстанавливаемостью и своевременностью. Показателем является вероятность безошибочной работы в течение заданного времени и в заданном темпе. – вероятность безошибочной работы. – случайная величина времени безошибочной работы. – заданный интервал времени.
Коэффициент готовности характеризует вероятность включения оператора в работу в любой момент времени. ; – показывает долю времени в течении процесса, когда человек работает. – время в течении которого человек не способен работать. – общее время работы оператора.
Показатель восстанавливаемости. Определяется как вероятность компенсации оператором допущенной ошибки. ; – вероятность появления сигнала требующего вмешательства оператора. – вероятность обнаружения сигнала оператором. – вероятность исправления ошибочных действий.
Показатель своевременности характеризует вероятность выполнения или исполнения задачи в течении времени t которое: ; Отсюда; – лимит времени, превышение которого рассматривается как ошибка.
Психическая напряженность. Основные показатели коэффициент загруженности и период занятости. ; – время в течение которого оператор занят, обработка информации. – общее время работы оператора.
Требования к временным характеристикам ИС Время протекания процесса на объекте или соответственно ему время отображения объекта возможны варианта: 1. Время протекания () процесса совпадает со временем отображения () процесса. 2. Время протекания процесса больше времени отображения. 3. Время протекания процесса меньше времени отображения. 4. Время протекания процесса примерно равно времени отображения.
Для предприятий сроки отчетности следующие: год, квартал, месяц, сутки, смена. Последнее время с учетом рыночных требований системы должны строиться с учетом временного параметра запаздывания не должно превышать 1 день (24 часа). При моделировании процессов, как ясно из выше приведенного видно что
; ; – время получения сигнала от датчика. – время непосредственного отображения. – время восприятия отображенного сигнала.
Системы реального времени. Для систем данной группы синхронизация процессов может производиться двумя способами: синхронно и асинхронно. 1. В синхронной системе машина постоянно, в соответствии с временным интервалом, опрашивает датчики и проверяет наличие того или иного события. 2. В асинхронной системе обработка события или сигнала с датчика происходит по инициативе генерируемой датчиком или событием. Когда есть надобность, тогда и инициализируется передача. В локальных сетях при реализации режима реального времени могут возникнуть проблемы синхронизации таймера для быстропротекающих процессов. В системах реального времени очень жесткие требования, время отображения процесса должно быть всегда меньше времени протекания процесса. В системе всегда должен быть резерв времени. ; В общем виде, систему реального времени можно определить, как систему, где гарантированно время реакции т.е. задержка ответа всегда является реальной величиной и не превышает определенного значения. Для подобного класса систем реального времени превышение допустимого времени ответа рассматривается, как не получение ответа или может трактоваться, как ошибка. Период реакции может колебаться от нескольких микросекунд до нескольких долей секунд. К системам реального времени можно отнести условно банковские системы, системы резервирования или продажи билетов. В системах реального времени существует режим работы, который называется, режим прерывания. Приоритеты могут быть установлены: 1. В относительной системе. 2. В абсолютной системе. Относительные системы приоритетов – это системы, в которых задачи высшего приоритета становятся в начало очереди и дожидаются окончания исполнения текущей задачи программой. Абсолютная система приоритетов – это система, в которой задача высшего уровня может прервать выполнение задачи низшего уровня. Приоритеты могут быть статистическими и динамическими. Статистические – не меняются в ходе программ или изменения ситуации на объекте. Динамические – допускают заранее предусматриваемые программным путем изменение приоритетов (самый большой приоритет у таймера). Система приоритетов это вынужденная мера, когда в системе или компьютере не хватает вычислительной мощности, т.е. некоторые проблемы которые решаются с помощью приоритетов можно решить другими путями, как-то: 1 способ: Выделение в системе отдельного компьютера или вычислительного устройства под задачи высшего приоритета. 2 способ: Поставить мощный компьютер, в котором не будет проблем очереди на тот или иной ресурс.
Лекция № 5 (17.09.2013) Требования к информации. Протоколы передачи данных должны отвечать следующим требованиям: 1. Предусмотреть защиту от несанкционированного доступа. 2. Для локальных высокоскоростных сетей вероятность ошибки составит раз в год 3. Средства обнаружения ошибок выявляют все пакеты, содержащие до искаженных бит. Если каналы передачи из сети не исправляют ошибок, то приемники должны это проделывать сами программным или аппаратным путем. 4. Системы передачи данных из сети должны обнаруживать и идентифицировать совпадение адресов подключенных устройств
Существуют: 1. Системы с обратной связью. По обратной связи источнику передается специальная посылка (сама информация или специальное кодовое сообщение называемое контрольной посылкой), которая обрабатывается источником и, в зависимости от результата, выполняются следующие действия: повторяется вся посылка, повторяется часть посылки, выдается сообщение о правильном приеме. 2. Система с решающей обратной связью. Проверка правильности передаваемого сообщения происходит на приемной стороне в соответствии с установленными ранее алгоритмом и только после этого посылается или не посылается специальная посылка обратно. 3. Система с блокировкой. В таких системах при обнаружении ошибок приемником посылается переспрос. После получения переспроса источник повторяет всю предыдущую информацию с момента появления ошибки, начиная с блока и кончая моментом получения переспроса.
Вероятность ошибки при ручном инженерном расчете лежит в зоне Эта цифра может служить ориентиром при анализе ошибок заложенных в алгоритмах или программах. Но нельзя сказать, что заложенные ошибки в алгоритмах и программах будут искажать обработанную информацию не больше, чем на (возможно и на), так как это очень специфичный продукт и первый искаженный оператор могут привести к любым аварийным ситуациям. Поэтому следует предусмотреть специальные программные блоки, алгоритмы позволяющие дублировать обработку информации или передачу информации другим программам и путем сравнения анализировать полученный результат.
При обычных разработках программные блоки стараются делать небольшими, а специальные блоки контроля ориентируют на стандартные ошибки программиста или оператора, которые могут привести к неправильной работе программного комплекса. В контрольных блоках так же могут быть ошибки. Чем больше программа, тем больше вероятность ошибки.
Причины, которые могут повлечь возникновение ошибок: 1. Неисправность оборудования. 2. Ошибки в программах или алгоритмах. 3. Несанкционированное вмешательство со стороны программного обеспечения. 4. Ошибки оператора. 5. Чрезмерное расширение и усложнение системы.
Основные методы позволяющие уменьшить уровень ошибок: 1. Контрольное тестирование программного обеспечения. 2. Необходимо стремиться к простоте, небольшим программным блокам и программы строились по блочному принципу из небольших блоков. 3. Формирование программ с помощью различных автогенераторов и переход на описательный способ программирования.
Чтобы уменьшить количество ошибок относящихся к первой группе неисправностей, желательно в программных комплексах иметь специальные тестовые программы и оборудование. Необходимо проведение на плановой основе ремонтов и профилактических работ. Проводить резервирование оборудования. Резерв может быть холодный (подключаются по необходимости) или горячий (все элементы работают). Для второй группы неисправностей, подходят все три основных метода. Кроме этого можно создать специальные тестовые программные блоки, которые могут проверять целостность данных в системе.
Для третьей группы несанкционированное изменение наборов данных и программ можно избежать предусмотрев: 1. Методы и способы аутентификации. 2. Не допускать размещения в памяти компьютера функционально не используемых программных блоков.
Четвертая группа. Наиболее многочисленные ошибки в данных бывают при их первоначальном формировании. Совершает эти ошибки, как правило, оператор, для их уменьшения используются следующие способы: 1. Программный контроль при вводе данных, т.е. пишутся специальные алгоритмы и программы, используются различные маски и шаблоны позволяющие контролировать вводимую информацию. 2. Проверка по принципу сравнения или дублирования информации, она может быть полной или выборочной. 3. Комфортные условия работы оператора (разработчика, программиста). 4. Автоматизированный сбор данных, осуществленный с помощью датчиков, который так же может быть продублирован.
Надежность системы – это возможность при отказе или утере каких-либо функциональных блоков продолжить выполнение основных функций в заданных условиях. Частичная или полная потеря возможности функционирования системы называется отказом или аварией системы, что естественно может необратимо изменить программы или наборы данных.
При разработке ИС в проект должны быть включены все методы используемые при анализе аварийных ситуаций и ликвидации последствий Они могут быть описаны как: 1) меры по обеспечению безопасной работы оборудования его резервирования, совместимости новых образцов технических средств; 2) меры сохранности, помехозащищенности, надежности программ и набора данных; 3) технические требования и мероприятия по обеспечению необходимых условий эксплуатации и энергообеспечению.
Безопасность. Необходимо рассмотреть следующие направления · Безопасная работа объекта после включения в нее системы ИС. · Безопасность и эксплуатация системы ИС. · Быстропротекающие процессы; · Отклонение параметров от заданных границ может привести к аварийной ситуации или аварии; · Технический процесс включает в себя различные агрессивные среды или факторы вредные для человека или окружающей среды; · Неправильное протекание технологического процесса или процесса управления могут привести к материальным или финансовым потерям.
Лекция № 6 (20.09.2013)
|
