Список вопросов для повторения материала раздела

1. Что понимается под термином «информация»? Какими свойствами обладает информация?

2. Как кибернетики и информатика соотносятся между собой?

3. Перечислите основные научные направления информатики. Что общего у этих направлений?

4. Что понимается под термином «информационные технологии»?

5. Что понимается под термином «информационные ресурсы»?

6. Что понимается под термином «информатизация»?

7. Что такое АИС?

8. Что такое АСУ.

9. Что такое АСУ ТП?

10. Что такое АОС?

11. Что такое АСНИ?

12. Что понимается под математическим обеспечением АИС?

13. Что понимается под информационным обеспечением АИС?

14. Что понимается под техническим обеспечением АИС?

 

2. Информационные процессы в системах управления

 

Рассмотрим место информационных процессов в системах управления. Познакомимся сначала с понятиями системы и управления.

Система (от греч. sysntema — целое, составленное из частей; соединение), множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Выделяют материальные и абстрактные системы. Первые разделяются на системы неорганической природы (физические, геологические, химические и др.) и живые системы (простейшие биологические системы, организмы, популяции, виды, экосистемы); особый класс материальных живых систем — социальные системы (от простейших социальных объединений до социально-экономической структуры общества). Абстрактные системы — понятия, гипотезы, теории, научные знания о системах, лингвистические (языковые), формализованные, логические системы и др. В современной науке исследование систем разного рода проводится в рамках системного подхода, различных специальных теорий систем, в кибернетике, системотехнике, системном анализе и т. д.

Совокупность отношений, заданных на множестве подсистем и элементов, образующих некоторую системы называется структуройсистемы.

Управление - элемент, функция организованных систем различной природы (биологических, социальных, технических), обеспечивающая сохранение их определенной структуры, поддержание режима деятельности, реализацию их программ. Управление - любое изменение состояния процесса, ведущее к достижению некоторой цели. Процесс называется управляемым, если среди всех воздействий существуют такие, с помощью которого можно добиться поставленной цели.

Управлением называется специально организованное воздействие на систему, преследующее цель достичь желаемых изменений состояния и получить за счет этого видимые нужные реакции.

 

Большое " сходство процессов управления в различных по своей природе и структуре системах не осталось без внимания ученых. Было установлено, что все процессы управления, где бы они ни протекали и как бы они ни были разнообразны, подчиняются одним и тем же общим объективным законам. Изучение этих законов составляет предмет специальной науки об управлении - кибернетики.

Термин " кибернетика" происходит от греческого слова «кибернетес» - рулевой, кормчий, управляющий. 2000 лет тому назад древнегреческий философ Платон назвал кибернетикой искусство управления кораблем. Долгое время этим термином не пользовались. Около шестидесяти лет назад американский математик Норберт Винер снова ввел этот термин в употребление.

Известный отечественный ученый, академик А. Н. Колмогоров определил кибернетику как науку, которая "...занимается изучением систем любой природы, способных воспринимать, хранить, перерабатывать информацию и использовать ее для управления и регулирования". Другой крупный ученый академик В. М. Глушков определил кибернетику как науку об общих законах преобразования информации в сложных системах.

Рассмотрим структуру кибернетической системы (КС), состоящей из регулируемого органа, регулирующего органа и каналов прямой и обратной связи (рис. 2. 1). В каждой такой системе происходит обмен информацией между ее частями.

Рис. 2.1

 

Технология управления в самом общем виде включает в себя следующие этапы.

Первый этап (обратная связь) — сбор и подготовка информации о состоянии регулируемого объекта. Сведения об объекте могут быть представлены в виде значений параметров, характеризующих его состояние. Второй этап — переработка полученной информации с цепью получения решений по управлению объектом. При обработке исходной информации решение может быть получено с помощью логико-математических методов. Совокупность действий, выполняемых для формирования решений по управлению объектом (управляющих предписаний), называют алгоритмом управления.

Третий этап управления (прямая связь) — выдача и доведение до исполнителей управляющих предписаний или команд, т.е. командной информации. Следует отметить, что реализация команд (исполнение), осуществляемая людьми или механизмами, не относится к процессу управления.

Таким образом, с кибернетических позиций управление — это выдача командной информации на основании решений, полученных путем переработки информации о состоянии регулируемого объекта.

Рассмотрим пример кибернетической системы. На современных самолетах для облегчения работы пилота устанавливается автоматическое устройство — автопилот. Устройство может вести самолет без участия человека, точно выдерживает заданный курс, скорость и высоту. Автопилот производит измерение (обратная связь) значений скорости, высоты полета, курса и крена и сравнение полученных значений параметров с заданными заранее пилотом. Если, например, самолет отклонится от курса, то автопилот автоматически, в соответствии с алгоритмом управления, определит, на какой угол необходимо отклонить руль, чтобы самолет лег на правильный курс, и сообщит командную информацию (прямая связь) электрической рулевой машине.

 

Таким образом, основу всякого управления составляют совокупность действий, выполняемых с информацией, информационных процедур образующих информационный процесс.

Эффективность управления находятся в существенной зависимости от последовательности и рациональной организации информационных процедур.

Информационные процессы включают в себя следующие этапы обращения информации:

сбор (восприятие информации;

подготовка (преобразование) информации;

передача информации;

обработка (преобразование) информации;

хранение информации;

отображение (воспроизведение) информации.

Так как материальным носителем информации является сигнал, то реально это будут этапы обращения и преобразования сигналов (рис. 2.2).

 

Рис. 2.2. Этапы обращения информации

 

Сбор информации- процесс идентификации и получения информации от различных источников и представление в форме необходимой для дальнейшей передачи и обработки или регистрации.

Под передачей данных понимают процесс перемещения, пересылку данных от источника к приемнику. Схема передачи информации включает в себя передатчик, канал связи и приемник. Для передачи сообщения используют физический процесс (звуковая волна, электрический ток, световой поток, магнитное поле и.т.д.).

Накопление данных (хранение) - процесс перемещения данных во времени, связанный с обеспечением неизменного состояния носителя. Носитель - это материальный перемещаемый в пространстве объект, способный воспринимать информацию и предназначенный для ее хранения в течении длительного времени и позволяющий воспроизводить сохраненную информацию человеком непосредственно или с помощью технических средств.

Регистрацией называется запись информации на носитель в целях ее сохранения и последующего использования.

Обработка информации - любое ее преобразование, проводимое по законам логики, математики, а также неформальным правилам, основанным на здравом смысле, интуиции, обобщенном опыте, сложившихся взглядов и нормах поведения. Результатом обработки является информация, представленная в иных формах (отсортированная иным образом) или содержащая ответы на поставленные вопросы.

Поиском информации называют совокупность операций, методов и процедур, результатом выполнения которых является отбор данных, хранящихся в запоминающем устройстве по заданной теме или запросу.

Отображение и вывод информации изЭВМ- визуальное представление выводимых данных, вывод в форме речи или звуков.

 

Вопросы для повторения

 

1. Что понимается под термином «система»? Что объединяет отдельные элементы в систему?

2. Что понимается под термином «управление»?

3. Что есть сбор информации?

4. Что понимается под передачей информации?

5. Что включает понятие «отображение информации»?

6. Что понимается под термином Хранение и накопление информации.

7. Что понимается под термином Поиск данных.

8. Что понимается под термином Обработка данных.

9. Что понимается под термином регистрация данных.