Информационные системы.Информационная система - это автоматизированная система, предназначенная для хранения, и обработки информации. Обобщенно, понятие информация может быть "истолковано; - как некоторая совокупность сведений, определяющих меру наших знаний о тех или иных процессах, событиях, явлениях, фактах и их взаимосвязи. Применяются и более узкие определения, основанные на привязке понятий к области их использования. Информацией в этом случае считаются данные, оказывающие влияние на рассматриваемую задачу и используемые при ее выполнении. Применительно к системам управления, информация представляет собой сведения, характеризующие систему управления, ее внешнюю среду, и используемые в процессе принятия решений или в связи с осуществлением тех или иных действий с системой. Современные информационные системы базируются на микропроцессорной технике. Основными средствами обработки информации в них являются компьютеры. Поэтому информационные системы часто называют компьютерными системами. Аппаратное обеспечение - это набор электронных, электрических и механических устройств, входящих в состав информационной системы. Оно включает измерительные устройства и другие источники информации, процессоры, блоки памяти, устройства отображения и регистрации информации, средства сигнализации и т.д. Под информационным источником понимается объект, в котором возникает информация. Им могут быть различные технические устройства -датчики или преобразователи. Программное обеспечение представляет собой совокупность программ, обеспечивающих работу системы и выполнение ее функций, а также создание новых программ. Программное обеспечение информационной системы состоит из четырех основных частей: ■ операционной системы, управляющей работой всего оборудования; ■ программ платформы, преобразующей интерфейсы операционной системы в ■ прикладных программ, выполняющих задачи, ради которых создана информационная система; программ области взаимодействия, предоставляющей услуги связи прикладных программ, расположенных как в одной, так и в группе информационных систем. Задачи информационных систем. Все средства информационных систем направленых на обеспечение решения ее главных - информационных задач: сборка-регистрации, упорядочивания, защиты, обработки и представления информации, - быстрой выдачи необходимых справок, - выполнения заданий оператора, - контроля и устранения ошибок в информации, находящейся в памяти, - обновления хранящейся, информации с целью приведения ее на уровень Поэтому методы и виды получения, регистрации, упорядочивания, хранения, поиска, обработки, защиты сведений, приведения их на уровень современности, представления данных потребителям имеют в информационных системах первостепенное значение. Охарактеризуем лишь некоторые из способов оперирования с данными. Виды ввода данных в систему. Информационные системы обеспечивают автоматический ввод данных в свою память через каналы связи, с электронных носителей (дисков и дискет) и занесение данных вручную. Виды доступа к данным. В информационных системах доступ к хранящимся в памяти сведениям может быть следующим: • только для чтения (Read only); Методы поиска данных. Поиск нужных сведений в памяти информационных систем может осуществляться разными способами: по смысловому содержанию (по ключевому слову), по однозначно определяемому их признаку (наименованию или идентификатору), по совокупности таких признаков, по месту расположения сведений в памяти (по номеру страницы при страничной организации данных) и другими способами. Любой эффективный поиск, требующий минимальных затрат труда и времени, основывается на систематизированной организации информации в памяти системы. Из упорядоченных структур данных можно назвать записи, списки, таблицы, массивы, файлы, различного вида базы данных и базы знаний. В навигационных информационных системах с электронными картами распространен поиск сведений о картографических объектах путем наведения курсора на интересующий объект. Способы защиты данных. Для защиты данных используются разные системы паролей, ключей, устанавливаются определенные виды допуска к сведениям, вводятся ограничения на доступ к различным частям памяти, и принимаются другие меры. Пользовательский интерфейс системы - это совокупность средств, определяющих процедуры взаимодействия оператора с информационной системой. В современных информационных системах применяются развитые средства для общения пользователя с системой: пассивный диалог, активный диалог, а также их сочетания. При ведении диалога используются возможности интерактивных видеоустройств. Реализуются системы общения, сочетающие печатный текст, графику, речь, звуковые и видео эффекты. Все шире внедряются программы динамического отображения графики, в том числе трехмерной. Используется полиэкранный режим работы дисплея. В ИСМ в основном реализован визуальный графический пользовательский интерфейс, дополненный элементами речевого интерфейса. Визуальный графический пользовательский интерфейс системы организуется с помощью стандартных интерфейсных элементов, отображаемых на экране. Управление этими элементами производится с помощью манипулятора (джойстика, трекбола, мышки), и/или клавиатуры, и/или применением, так называемой touch screen технологии.
1.4. Характеристики информационных систем. Работу информационных систем характеризуют определенные показатели, Ряд из них освещен ниже. Количество информации. Для хранения, передачи и восприятия информации существенное значение имеет ее объем. В информационных системах при передаче и хранении сведения обычно представляется в виде последовательности некоторых символов, чаще всего букв и цифр. Поэтому объем информации принято определять количеством символов, в байтах. Байт обычно состоит из восьми двоичных разрядов, что позволяет записать в закодированной форме 256 различных символов. Наименьшей единицей количества информации является бит. Это название происходит от английского сокращения "binary digit" - двоичный разряд. Последовательность смежных бит, рассматриваемая как единое целое, именуется байт. Широко используются сокращения, обозначающие: тысячу байт - килобайт (Кбайт), миллион байт - мегабайт (Мбайт), триллион байт - терабайт (Тбайт). Ценность информации - характеристика важности ее для решаемой задачи. Например, в системах управления ценность информации определяется ее значением для правильного выбора решений. Существенны здесь два фактора: весомость самого решения и степень влияния информации на его выбор. Сообщения об аварийных ситуациях в ИСМ имеют для судоводителя большую ценность, чем обычные учетные данные. Более ценные сведения передаются системой в первую очередь. Это достигается введением приоритетов на посылаемую информацию. С увеличением объема сообщения не обязательно возрастает его ценность. Иногда краткое послание имеет несоизмеримо большую ценность, чем текст на многих страницах. Достоверность информации - степень соответствия информации процессу или объекту, который она отражает. В случаях представления информации в буквенно-цифровом виде достоверность информации количественно оценивается вероятностью не искажения принимаемого символа. Эта вероятность выражается отношением числа неискаженных символов к общему их числу в достаточно длинном сообщении. Точность информа ции - степень соответствия значений тех или иных параметров (или совокупности параметров) их истинным значениям. Количественно точность характеризуется с помощью различных оценок: абсолютной, относительной, среднеквадратической погрешностью и другими показателями. Надежность информации - стабильность характеристик достоверности (точности) получаемых от системы данных на определенном промежутке времени, Численно надежность информации характеризуется вероятностью нахождения показателей достоверности (точности) в допустимых пределах в течение заданного интервала времени. Полнота информации - характеристика достаточности содержания в ней данных, существенных с точки зрения решаемой задачи. Упрощенно она оценивается отношением количества получаемой информации к требуемому для задачи ее объему. Действительность (своевременность) информации - пригодность сведений к решению задачи в текущий момент. Означает, что данные не потеряли своей ценности из-за старения, Целостность информации - достоверность, надежность, полнота и действительность данных, на основе которых принимаются решения. Пропускная способность - показатель эффективности информационной системы или сети. Она зависит от рассматриваемой задачи и определяется числом выполняемых команд в секунду, заданий в час и т.д. Пропускная способность коммуникационной сети оценивается числом блоков данных, передаваемых в единицу времени. Защищенность информа ции - способность данных противостоять несанкционированным, непреднамеренным и злоумышленным искажениям. Производительность источника данных - количество информации, вырабатываемое им в единицу времени. Надежность информационной системы определяется, как ее способность работать без отказов. Численно надежность характеризуется временем наработки на отказ. Готовность (доступность, активность) информационной системы - это ее способность предоставлять потребителям необходимые сведения в требуемые моменты времени. Количественно доступность оценивается отношением времени передачи системой сообщений на определенном интервале к продолжительности этого интервала, либо вероятностью получения информации на конкретном промежутке времени. Частота передачи информации - количество посылок системой данных в единицу времени. Это показатель систем, передающих данные через определенный период. Взаимосвязанным с этим показателем является дискретность передачи данных, характеризуемая интервалом времени, через который система передает сведения. Латентностью (задержкой) информационной сист емы называется время, затрачиваемое ей на подготовку сведений к передаче по каналу. Из перечисленных выше характеристик при рассмотрении конкретных информационных систем выбираются те, которые существенны для решаемых с помощью этих систем задач. классификационными обществами. Касаясь стандартов ИМО, необходимо отметить следующее.Общие требования к электронным навигационным средствам определены Резолюцией ИМО А.694(17) - Recommendation on General Requirements for Shipbora Radio Equipment Forming Part of the Global Maritime Distress and Safety System (GMDSS) and for Electronic Navigational Aids. - 1991. Содержание этого документа включает общие замечания по дизайну пультов, размерам и количеству органов управления, требования к настройке, к освещению, к шумности, к излучению, к работоспособности при различных погодных условиях и при изменении параметров электропитания, и т.д. В полной мере эти требования относятся и к интегрированным системам ходового мостика. Специальные требования к ИСМ изложены в Приложении 1 резолюции ИМО MSC.64(67) - Рекомендации по эксплуатационным требованиям к интегрированным системам ходового мостика. Эта резолюция была принята 5 декабря 1996 года. Анализируя рекомендации ИМО в отношении интегрированных систем ходового мостика, можно выделить требования к объединяемому оборудованию к интеграции; к взаимодействию; к контролю работы; Требования к объединяемому оборудованию. Компоненты ИСМ должны удовлетворять условиям, которые освещены ниже. Необходимо, чтобы каждая часть ИСМ соответствовала общим требованиям к электронным навигационным средствам (резолюция А.694(17)) и стандартам технических испытаний (публикация МЭК 60945). Здесь под «частью» ИСМ подразумевается индивидуальный блок, оборудование или подсистема. Составные части ИСМ обязаны отвечать требованиям к каждой индивидуальной функции, которую они отслеживают, выполняют или которой они управляют. Отказ одной части ИСМ не должен затрагивать функциональность других ее компонентов, за исключением тех функций, которые прямым образом зависят от информации, поступающей от неисправной части. Требуется, чтобы каждая подлежащая интеграции часть ИСМ обеспечивала подробности ее эксплуатационного состояния, латентности и действительность важнейшей информации. Применяемые датчики информации должны быть совместимы с другим оборудованием ИСМ и удовлетворять международным требованиями к морским интерфейсам (протокол МЭК 61162). Они же обязаны информировать о своем эксплуатационном состоянии, латентности и действительности важнейших данных. Требования к интеграции. При объединении систем в ИСМ необходимо учитывать следующие положения. ИСМ предназначена обеспечивать работу систем, решающих две или более из следующих задач: выполнение перехода; - управление механизмами; - погрузка, выгрузка и управление грузовыми операциями; - безопасность и охрана. Работа ИСМ должна быть такой же эффективной, как и отдельных ее компонентов. В ИСМ следует иметь возможность отображения полной и используемой конфигурации системы. ИСМ должна позволять оперировать данными и информационными ресурсами каждой ее части. В интегрированной системе необходимо дублировать средства для выполнения важных функций, а также обеспечивать альтернативные источники важнейшей информации. ИСМ обязана указывать на потерю любого информационного датчика. Сведения, поступающие от источника (информация измерительного устройства, результаты расчета средств обработки или вводимые вручную данные), должны отображаться в ИСМ непрерывно или по требованию. Если в ИСМ используются средства отображения неисправностей и устройства управления функциями, необходимыми для безопасной эксплуатации судна, то это оборудование должно дублироваться и быть взаимозаменяемым. Требования к взаимодействию включают стандарты обмена данными и необходимость учета человеческого фактора. К обмену данными предъявляются такие требования. Необходимо, чтобы обмен данными отвечал безопасной эксплуатации судна. Интерфейс ИСМ должен соответствовать международным требованиям к взаимодействию морского оборудования (протокол МЭК 61162). Следует обеспечивать целостность потока данных в информационной сети ИСМ. Отказ в проводимости информации функциональность системы. Человеческий фактор. С целью обеспечения эффективного взаимодействия с оператором, необходимо следующее. Требуется, чтобы ИСМ могла эксплуатироваться персоналом, обладающим соответствующими дипломами. ИСМ следует проектировать единообразно для всех функций, чтобы работа с ней была легко понятной. Если используются устройства отображения неисправностей, то они должны быть цветными, непрерывно отображать информацию и функциональные области. Различные меню следует представлять единообразно. Требуется, чтобы ИСМ запрашивала подтверждение оператора для действий, которые могут вызвать внеплановые результаты, Непрерывно отображаемую информацию в ИСМ нужно сводить к минимуму, необходимому для безопасной эксплуатации судна. Дополнительную информацию следует иметь под рукой и представлять по требованию. Всегда должно быть ясно, откуда может активироваться исполнение важнейших функций. Требование к контролю работы. Необходимо обеспечивать эффективный контроль работы ИСМ. Управление аварийно-предупредительной сигнализацией в ИСМ, как минимум, должно отвечать требованиям резолюции ИМО А.830(19) - Кодекс по аварийно-предупредительной сигнализации и индикаторам. Управление аварийно-предупредительной сигнализацией требуется обеспечить по приоритету и функциональным группам. Количество типов аварийно-предупредительной сигнализации и фактов ее срабатывания следует иметь как можно меньшим. С этой целью для информации меньшей важности рекомендуется применять индикацию. Сообщения аварийно-предупредительной сигнализации должны быть такими, чтобы вызвавшая ее причина и функциональные результирующие ограничения могли быть легко понятыми. Следует обеспечивать ясность и доходчивость указаний и рекомендаций. Требования к электропитанию. Требования ИМО к энергоснабжению отдельных частей интегрированной системы должны оставаться в действии при работе этих частей в составе ИСМ. Электропитание ИСМ необходимо производить: -от основного и аварийного источников с обеспечением, при необходимости, автоматического переключения через местный -распределительный щит (возможность непреднамеренного вывода из работы должна быть исключена); -от переходного источника электроэнергии в течение не менее I мин; где требуется, части ИСМ должны получать энергию от резервного источника. Требования к функционированию после перерывов в электроснабжении. При включении после нормального вывода из работы ИСМ должна приходить в начальное состояние без вмешательства оператора. -Необходимо, чтобы после перерывов в электропитании полная функциональность ИСМ обеспечивалась сразу же после восстановления функций ее компонентов. При подаче энергии ИСМ не должна увеличивать время прихода в готовность функций индивидуальных подсистем, -После возобновления прерванного по той или иной причине электропитания ИСМ должна поддерживать используемую конфигурацию и продолжать автоматическую работу, насколько это практически возможно. -Автоматические функции, связанные с безопасностью, после, перерывов в энергоснабжении необходимо восстанавливать только после подтверждения оператором. Требования к навигационному комплексу ОМВО-судов. Следует отметить, что изготавливаемые разными фирмами ИСМ отвечают также требованиям к управлению судном одним человеком, Они имеют один пульт управления с двумя рабочими местами и аппаратуру, определяемую требованиями классификационных обществ к ОМВО-судам. Обобщенный перечень обязательных навигационных приборов и систем, которые должны быть на мостике судна класса OMBO-ship, выглядит таким образом: радиолокатор, САРП, измеритель угловой скорости, гирокомпас, магнитный компас, лаг, эхолот, электронная система навигации (приемоиндикаторы РНС и СНС), авторулевой, автоматический приемник NAVTEX, авто прокладчик, система электронных карт, автоматическая система управления движением на траектории, Некоторые из требований к автоматизированному комплексу судовождения ОМВО-судов охарактеризованы ниже. Пульт управления ИСМ должен иметь два рабочих места, одно для вахтенного штурмана, второе - для капитана или подвахтенного помощника. Требуется, чтобы конструкция мостика и его оборудование позволяли одному вахтенному штурману обеспечивать управления судном и соблюдение навигационной безопасности плавания в открытом море и в прибрежных водах. В стесненных водах и в районах лоцманской проводки ИСМ должна предоставлять возможность обеспечения безопасного плавания при взаимодействии двух судоводителей. На крыльях мостика требуется иметь бортовые пульты управления (посты швартовки), обеспечивающие управление главным двигателем, рулем и подруливающими устройствами. Посты швартовки должны быть оборудованы средствами внутренней и внешней связи, а также иметь органы управления устройствами подачи звуковых сигналов. ГИСМ должна непрерывно следить за безопасностью движения судна, контролировать работу устройств управления и датчиков информации. Она обязана подавать тревожные сигналы в следующих ситуациях: • При отклонении судна от заданного курса и/или траектории на величину, большую установленной; • При приближении к точке поворота; • При выполнении поворота, когда угловая скорость превысит допустимую величину; • При возможности посадки на грунт, прежде чем глубина моря, измеренная эхолотом, станет недостаточной для плавания по заданному курсу; • При опасности столкновения с другими судами или объектами. Штурманскому составу должна быть предоставлена возможность установки времени (в пределах от 6 до 30 мин) срабатывания предупредительной сигнализации до возможной посадки на мель, или до момента столкновения. Если в течение одной минуты принятие любого из тревожно-предупредительных сигналов не будет подтверждено вахтенным штурманом, то этот сигнал должен ретранслироваться подвахтенному помощнику и капитану. Они в этом случае обязаны в минимально-возможный срок подняться на мостик. На ходовом мостике следует иметь двухстороннюю телефонную связь с другими постами управления и со всеми жилыми помещениями штурманского персонала. Эта система связи должна быть независимой от основного источника электроэнергии на судне. Система внешней связи должна удовлетворять требованиям GMQSS.i
|
