1. Основные понятия и определения.

Используемые на современных судах электронные комплексы судовождения представляют собой интегрированные информационно- управляющие системы. Чтобы облегчить восприятие приведенного в книге материала об этих комплексах, ниже рассматриваются общие понятия и определения, касающиеся информационно-управляющих систем.

1.1. Понятие системы.

Основные определения. Под системой в общем случае понимается совокупность частей, совместно выполняющих определенную задачу, и обладающую свойствами, которых нет у частей системы в отдельности. Главное, что определяет систему - это взаимосвязь и взаимодействие частей (компонентов, элементов множества) в рамках целого, а также наличие характерных свойств, присущих только системе и отсутствующих у отдельных её компонентов.

Множество внешних элементов любой природы, оказывающих влияние на систему или находящихся под ее воздействием в условиях рассматриваемой задачи, называют внешней средой либо окружением системы.

Существуют системы различного вида: социальные, биологические, производственные, экономические и т.д. Ниже рассматриваются только представители технических электронных систем. Такие системы создаются человеком для решения конкретных задач, и их функционирование направлено на достижение определенных целей.

Автоматической называется система, в которой процессы получения, преобразования, передачи и использования энергии, вещества или информации выполняются без непосредственного участия человека.

Автоматизация систем может рассматриваться как задача алгоритмизации и программирования. Алгоритм представляет собой логическую схему решения задачи системы. Запись алгоритма на том или ином формализованном языке называется программой. Запрограммировав некоторые процессы, можно поручить их выполнение роботу, автомату или программной системе с целью улучшения надёжности выполнения этого процесса или повышения его эффективности.

Автоматизированными именуют системы, в которых одни функции выполняют технические средства, а другие возложены на человека. Такие системы называются также человеко-машинными или эргатическими системами.

Обеспечение эффективности систем. Важным требованием ко всем системам является обеспечение их эффективности. Под эффективностью (качеством) системы понимается соответствие функционирования системы ее целям. Задача обеспечения продолжительного эффективного функционирования систем имеет три основные составляющие: надежность, целостность, удобство эксплуатации и обслуживания. Ее решение предполагает, впервую очередь, борьбу с нарушениями в работе системы: ошибками и неисправностями, порождаемыми отказами, сбоями и другими причинами.

Надежность- это способность системы работать без отказов. Улучшение надежности электронных систем основано на принципе предотвращения неисправностей путем:

• снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции,

• уменьшения уровня помех,

• использования облегченных режимов работы схем,

• обеспечения благоприятных тепловых режимов работы,

• совершенствования аппаратуры системы и методов ее сборки.

Числовым показателем надежности является среднее время наработки на отказ.

Целостностью системы называют неизменность такого ее состояния, при котором значения всех эксплуатационных характеристик системы находятся в заданных пределах. Она заключается в сохранности всех присущих системе полезных свойств. Целостность обычно рассматривают, как готовность системы в полном объеме качественно выполнять свои функции в любой момент времени.

Повышение готовности предполагает своевременное обнаружение нарушений в ее работе, подавление, в определенных пределах, влияния ошибок, отказов и сбоев на функционирование системы. Это осуществляется с помощью средств контроля, диагностики, коррекции ошибок, устройств защиты, а также средств автоматического восстановления работоспособности после проявления неисправности, включая аппаратурную и программную избыточность, на основе которой реализуются различные варианты отказоустойчивых архитектур. Повышение готовности - способ сокращения времени простоя системы.

Количественно целостность оценивается показателем, называемым коэффициент готовности. Этот коэффициент определяет вероятность пребывания системы в работоспособном состоянии в любой момент времени. Статистически коэффициент готовности системы определяется как среднее время восстановления, иначе говоря, среднее время между моментом неисправности и моментом возврата системы к полноценному функционированию. Существуют и другие, частные количественные оценки целостности систем. Способность системы своевременно обнаруживать нарушения в своей работе может характеризоваться вероятностью предоставления оператору данных о своем неправильном функционировании в пределах определенного интервала времени.

Большое значение для обеспечения целостности систем (повышения готовности) имеет их контроле пригодность, способность обнаруживать ошибки в работе, приспособленность для диагностики, к восстановлению функций.

Удобство эксплуатации и обслуживания также существенно влияет на основные характеристики систем. Оно предотвращает неверные действия оператора при работе с системой, уменьшает вероятность неправильной интерпретации ее данных, облегчает и ускоряет принятие решений.

Понятие сложной системы. Среди систем различных видов выделяют сложные системы. Сложная система характеризуется большим числом элементов и, что наиболее важно, большим числом взаимосвязей между элементами. Специфика такой системы определяется разнообразностью взаимосвязей, множеством частных целей, иерархичностью, многоаспектностью и рядом других свойств.