2.1 Состав и назначение комплекса технических средств
Техническое обеспечение АСУЖТ представляет собой комплекс технических средств (КТС), применяемых для функционирования автоматизированных систем управления, взаимосвязанных неразрывным процессом преобразования данных и ограничениями (во времени, по достоверности, точности обработки и др.), налагаемыми процессами управления.
В соответствии с основными этапами информационной технологии (регистрация, сбор, передача, обработка, выдача и отображение информации) все технические средства АСУЖТ можно разделить на следующие группы: средства регистрации, сбора и подготовки данных; средства передачи данных; средства обработки данных; средства выдачи и отображения информации.
Технические средства регистрации, сбора и подготовки данных предназначены для фиксации первичных данных в местах их возникновения, сбора данных от ряда источников и приведения этих данных к виду, пригодному для использования средствами вычислительной техники. К ним могут быть отнесены различного рода приборы и устройства регистрации, системы сбора и подготовки данных.
Технические средства передачи данных предназначены для обмена данными между местом их возникновения и ЭВМ, а также между ЭВМ и пользователями информации. К ним относятся каналы связи и сети связи, аппаратура передачи данных и др.
Технические средства обработки данных служат для преобразования исходных данных, собранных и переданных из мест возникновения, в результативную информацию. Они включают различного рода вычислительные машины.
Средства выдачи и отображения информации предназначены для вывода результатов решения задач в удобном для пользователя виде. Эту группу составляют разнообразные технические средства, обеспечивающие получение информации на перфокарты и перфоленты, устройства печати, световые табло, графопостроители, дисплеи и др.
Не все технические устройства строго разделены по перечисленным признакам. Есть устройства, которые совмещают эти признаки.
К техническому обеспечению также относят здания, сооружения и оборудование вычислительных центров, систем электроснабжения, вентиляции и кондиционирования, водоснабжения, канализации и другие вспомогательные технические средства, обеспечивающие нормальные условия работы КТС и персонала АСУ.
3 Математическое и программное обеспечение асужт
3.1 Состав и назначение математического и программного обеспечения АСУЖТ
Математическое обеспечение АСУ – это совокупность экономико-математических моделей, математических методов и алгоритмов для решения задач и обработки информации с помощью вычислительной техники.
К математическому обеспечению АСУ предъявляют следующие основные требования:
соответствие используемых математических моделей технико-экономическому содержанию задач учета, планирования и управления;
совместимость математического обеспечения подсистем АСУ разных уровней и различного функционального назначения;
модульность построения алгоритмов решения задач, типовой модуль должны характеризовать повторяемость применения и стандартность;
однотипность моделей, методов, алгоритмов решения однородных комплексов задач на различных уровнях управления;
гибкость алгоритмов решения однородных задач на всех уровнях управления и во всех подсистемах.
В состав собственно математического обеспечения входят:
экономико-математические модели и алгоритмы решения задач всех функциональных подсистем АСУ;
стандартные методы и алгоритмы решения информационно-логических, экономико-статистических, оптимизационных задач, задач исследования операций, статистического анализа, операций с матрицами, век-торами и т.п.;
типовые модели и методы обслуживания АБД, алгоритмы анализа и синтеза данных;
типовые модели и алгоритмы запросно-ориентированной системы для обслуживания автоматизированных банов данных;
методы и алгоритмы защиты массивов информации от искажений и несанкционированного доступа к данным;
методы кодирования технико-экономической информации .
Программное обеспечение АСУ – это совокупность машинных программ для реализации целей и задач АСУ и нормального функционирования ее КТС. Оно должно обеспечивать:
решение в автоматизированном режиме всех задач функциональных подсистем АСУ;
совместимость функционирования одноименных подсистем разных ступеней АСУ и сопрягаемых подсистем одного уровня;
повышение эффективности использования ЭВМ и других технических средств АСУ вследствие автоматизации процесса управления прохождением задач и работой различных технических устройств;
сокращение сроков и трудоемкости разработки и отладки машинных программ;
автоматизацию процедур пользования АБД в запросно-ответном режиме.
Поскольку ЭВМ может воспринимать любые математические методы и алгоритмы лишь после того, как они будут превращены в конкретные машинные программы, более точным и правильным был бы термин «программное обеспечение АСУ», который и применяют чаще.
Значение программного обеспечения определяется тем, что в конечном итоге вся информация в информационных системах обрабатывается по разработанным программам. Следовательно, уровень развития и возможности зависят от программного аппарата системы. При высоком уровне разработки программного обеспечения достигаются минимальные затраты времени на решение задач, наиболее полная загрузка всех устройств ЭВМ, сокращается время и трудоемкость составления и отладки машинных программ.
Доля трудовых затрат на разработку программного обеспечения в общем объеме работ по созданию информационных систем составляет 60–70 %. В развитых системах стоимость его разработки в 2–3 раза превышает затраты на приобретение технических средств. Высокая стоимость разработки программного обеспечения АСУ связана прежде всего со спецификой программирования решения задач и с техническими возможностями применяемых ЭВМ.
Как известно, вычислительные машины обрабатывают информацию только в том случае, если она представлена специальными обозначениями, которые отличаются от общепринятых наименований и чисел. Действия, выполняемые ЭВМ при обработке информации, элементарны; как правило, за один такт работы процессора выполняется одна команда – простейшее арифметическое или логическое действие над двумя числами. В связи с этим машинная программа решения любой технико-экономической задачи управления состоит из большого числа (от сотен до нескольких тысяч) команд, представленных специальными символами и размещенных в строгой последовательности. Подготовка и написание алгоритма решения задачи в командах машины, необходимость правильного и последовательного написания операций в машинных программах обусловливают высокую трудоемкость программирования.
Подготовка задачи для решения на ЭВМ является весьма сложной и включает ряд этапов:
строгую математическую постановку задачи;
определение объемов и формы представления исходных, промежуточных и результативных данных;
разработку (или применение готовых) программ для ввода информации, выполнения рачета и печати результатов.
Многие операции при решении задачи на ЭВМ (ввод исходных данных, различные виды обработки массивов информации, печать результативной информации и т.п.) единообразны для большого числа задач учета, планирования и управления. Поэтому целесообразно составлять такие программы один раз в общем виде, а потом многократно использовать их при решении различных задач.
Выделение в задачах крупных повторяющихся процедур обработки ин-формации и возможность подготовки типовых программ для их выполнения создали предпосылки к разработке общесистемного математического обеспечения.
При большом числе задач в АСУ, необходимости увязки графика решения их с ритмом производственно-хозяйственной деятельности предприятий, более равномерной загрузки всех технических устройств АСУ возникла надобность создания комплекса программ диспетчеризации прохождением задач и загрузки устройств ЭВМ.
За сравнительно короткий период развития программное обеспечение АСУ из набора изолированных программ решения отдельных задач, ряда применяемых стандартных программ превратилось в развитую систему, обеспечивающую автоматизацию разработки машинных программ на базе алгоритмических языков, отладки этих программ, автоматизации управления работой ЭВМ и сопрягаемых технических средств, автоматизации
управления прохождением задач.
В составе программного обеспечения АСУ выделяют 3 составные части (рисунок 5.1):
1 Внутреннее программное обеспечение (операционная система) предназначено для автоматизации, управления работой ЭВМ и сопрягаемых технических средств (управляющие программы), что повышает производительность ЭВМ и других устройств АСУ, позволяет автоматизировать разработку, подготовку и отладку машинных программ (обрабатывающие программы), вследствие чего сокращается время программирования и улучшается качество машинных программ.
2 Внешнее программное обеспечение (специальное) включает систему управления прохождением задач АСУ, пакеты стандартных и типовых программ (общесистемное обеспечение), а также библиотеку программ решения всех комплексов задач, включенных в функциональные подсистемы АСУ.
3 Комплекс программ технического обслуживания (КПТО) предназначен для отладки и проверки технической исправности ЭВМ и других устройств, сопряженных с ЭВМ. Он включает тестовые испытательные программы, которые позволяют обнаружить неисправности в технических устройствах АСУ, выявлять места неисправности и предоставлять обслуживающему персоналу информацию об их характере.
Программы составлены для отдельных устройств ЭВМ и других технических средств и основаны на предположении, что при неисправном устройстве результат работы программ будет отличаться от результата, вы-данного на исправном устройстве.