Автоматизированные и автоматические системы управления

 

Компьютеры помогают решать задачи управления в самых разных масштабах: от управления станком или транспортным средством до управления производственным процессом на предприятии или даже целой отраслью экономики государства.

Конечно, поручать компьютеру полностью, без участия человека, руководить предприятием или отраслью экономики – сложно, да и небезопасно. Для управления в таком масштабе создаются компьютерные системы, которые называются автоматизированными системами управления (АСУ). Такие системы работают вместе с человеком. АСУ помогает руководителю получить необходимую информацию для принятия управляющего решения, а также может предложить наиболее оптимальные варианты так их решений. Однако окончательное решение принимает человек.

В АСУ используются самые современные средства информационных технологий: базы данных и экспертные системы, методы математического моделирования, машинная графика и пр.

С распространением персональных компьютеров технической основой АСУ стали компьютерные сети. В рамках одного предприятия – это локальные компьютерные сети. Автоматизированные системы управления, работающие в масштабах отрасли, в государственных масштабах, используют глобальные сети ЭВМ.

 

Компьютерные сети

Основные понятия

Сеть ЭВМ – комплекс аппаратного и программного обеспечения, поддерживающий функции обмена информацией между отдельно расположенными (на расстояниях от нескольких метров до тысяч километров) компьютерами. Сеть с централизованным управлением содержит одну или более выделенных ЭВМ (серверов), управляющих обменом по сети (остальные ЭВМ в этом случае называются рабочими станциями), одноранговая сеть не содержит выделенных машин (функции управления сетью осуществляются рабочими станциями поочередно).

Соответственно программное обеспечение компьютерных сетей – комплекс программ, поддерживающий функции обмена информацией между отдельно расположенными ЭВМ. В настоящее время программное обеспечение компьютерных сетей обычно является (иногда опционально устанавливаемой) составной часть операционных систем.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – система связи отдельно расположенных ЭВМ на относительно небольшом расстоянии (как правило, в пределах помещении и/или этажа здания); обычно объединяет до нескольких десятков (чаще однотипных) компьютеров, физическая линия связи – двухпроводной кабель или коаксиальный кабель.

Корпоративная вычислительная сеть – сеть, работающая по протоколу TCP/IP и не обязательно подключенная к Internet, но использующая коммуникационные стандарты Internet и сервисные приложения, обеспечивающие доставку данных пользователям сети; эксплуатируется в пределах (крупной) организации.

Глобальная вычислительная сеть объединяет множество локальных сетей и сотни тысяч – миллионы разнотипных ЭВМ по всему миру; физическая линия связи – оптокабель или космическая радиолиния связи.

Рабочая группа (workgroup) – набор компьютеров, объединенных для удобства при просмотре сетевых ресурсов одним именем.

Домен (domain) – определенная администратором сети совокупность компьютеров, использующих в операционной системе WINDOWS NT Server общую базу данных и систему защиты; каждый домен имеет уникальное имя.

Узел (host) – подключенное к сети устройство (обычно компьютер), идентифицируемое собственным адресом (например, в сети InterNet host-адресом является уникальное 32-разрядное двоичное число).

Скорость передачи данных по компьютерной сети измеряется в битах в секунду (bps - bit per second) или бодах (boud).

Трафик (traffic) – поток сообщений в разделяемой среде передачи данных, часто используется для грубой оценки уровня использования передающей среды (тяжелый, средний, легкий трафик).

Серверная ЭВМ – компьютер (обычно обладающий высоким быстродействием и значительным объемом оперативной и дисковой памяти) и выполняющий запросы, поступающие с клиентских ЭВМ.

Файл-сервер – выделенная ЭВМ, выполняющая функции хранения данных и программ, используемых пользователями на клиентских ЭВМ.

Серверное приложение – выполняющееся ЭВМ приложение, могущее выполнять запросы, генерируемые другим (выполняющемся на данной или удаленной ЭВМ) приложением-клиентом.

Клиентская ЭВМ – пользовательский компьютер (обычно обладающий ограниченными ресурсами), выдающий запросы для исполнения серверу.

Клиентское приложение – приложение, обращающееся (с целью выполнения отдельных функций) к другому приложению-серверу (и обычно инициирующее начало его выполнения и завершение).

Протокол (коммуникационный) – набор правил и соглашений, согласно которому взаимодействуют два (или более) компьютера.

Топология (topology) сети – физическая конфигурация машин в сети.

Временное уплотнение при передаче данных – метод передачи данных по линии связи, основанный на последовательной (по времени) передаче пакетов (порций) данных, причем каждый пакет снабжен маркером (в состав которого входит адрес, идентифицирующий машину-получателя пакета и некоторая дополнительная информация). Временное уплотнение является стандартом для систем коллективного пользования, при этом множество пользователей получают высокоскоростной канал, доступный в течение всего времени (но по отношению к каждому из них канал имеет очень низкий показатель использования).

Маршрутизация – процесс определения (оптимального) пути доступа к объектам (компьютерам) сети.

Пакет (датаграмма) – определенное количество байт, сгруппированное вместе и посылаемое одновременно (практически все сети коммуникаций передают данные небольшим и частями – пакетами или датаграммами).

Администрирование сети – организация управления объектами сети через ее субъекты. К объектам сети относятся сетевые серверы, рабочие станции, маршрутизаторы и шлюзы, т. е. технические компоненты сети. Управление этими объектами осуществляется через субъекты сети, к которым относятся администратор сети, менеджер рабочей группы, регулярный пользователь сети, оператор сети. Администрирование сети может осуществляться непосредственно через администратора (малые и средние сети) или через организацию специальных структурных подразделений (большие сети).