книги из ГПНТБ / Смирнов, К. А. Сбор, передача и обработка данных АСУ

рудование); репродуцируют, размножают, распростра­ няют (множительная техника); передают данные на расстояние, когда фактор времени и расстояние стано­ вятся ограничивающими явлениями (средства переда­ чи данных). Эти средства обслуживают весь пбток ин-

Ряс. 1.9. Иллюстрация оснащения техническими средствами

формации (фиксируют ее в виде данных, доставляют и | обрабатывают). Они определяют и обусловливают тесиое переплетение процессов управления.

На второй ступени пирамиды находятся запись (регистрация), контроль, информационный поиск, вычисле­ ние и т. п. Здесь используются более сложные маши-| ны — счетно-перфорационные, малые электронные мам шины, обеспечивающие регистрацию и поиск информа-j ции. !

В вершине пирамиды расположено оборудование ин-• формационно-логической системы, основанной на ЭВМ.,! С помощью этого оборудования осуществляют класси-! фикацию, контроль, сортировку данных, ликвидируют j ненужные повторения, извлекают из полученных данных; информацию и превращают информацию в свод данных,'

менную обратную передачу решений от органов управ-!

ления до управляемых объектов, перечисленные выше установки можно соединить, используя линии связи. Там, где преобладает потребность в поиске информации и где рассматриваемое явление длится недолго, исполь­ зуют установки, работающие в реальном масштабе вре­ мени. При этом информащионный архив установки пред­ ставляется в распоряжение многих .потребителей.

Таким образом, для совершенствования управленче­ ского труда, т. е. механизации и автоматизации переда­ чи и обработки данных в АСУ, нужны многочисленные и разнообразные средства, отличающиеся друг от дру­ га овоими •возможностями, габаритами, 'стоимостью, и т. д. Совокупность этих средств и обеспечивает пре­ образование действующих ЭСУ .в автоматизированные,-

Следует отметить, что сбор и предварительная об­ работка данных — это лишь часть процедур общего ал­ горитма управления (см. рис. U6); для подготовки ре­ шения необходимо проанализировать полученные дан­ ные и найти оптимальный вариант решения (т. е. наи­ лучший с учетом имеющихся ограничений). В АСУ эта процедура (в отличие от систем обработки данных) обя­ зательно автоматизируется. С этой целью выбирается критерий оптимальности и применяются специальные экономико-математические методы подготовки опти­ мальных решений в соответствии с заданным критерием и ограничениями.

Выбор оптимальных решений в АСУ — чрезвычай­ но важная самостоятельная проблема, которая решает­ ся при совершенствовании систем управления [4, 6, 8, 11]. В данной книге эта проблема не освещается; основ­ ное внимание в ней уделяется вопросам технического обеспечения АСУ и его особенностям.

Рассмотрим в этой связи еще одну из особенностей организационно-экономического управления. Для реше­ ния той или иной научной задачи, например 'модели­ рования работы 'сети 'Связи, требуется 'относительно немного исходных данных. Поэтому могут быть ис­ пользованы маломощные устройства ввода. 'Вычисли­ тель же должен быть быстродействующим, так как при­ ходится производить, как правило, очень много вычис­ лений и с большой (до нескольких порядков) точностью. Поэтому, когда машины предназначались для научнотехнических расчетов, прежде всего учитывались пока­ затели скорости работы процессора, скорость вычисле­ ний, скорость работы оперативных запоминающих уст-

31

£>ойств, а на скорость устройств ввода и вывода особо­ го внимания не обращали.

При решении экономических задач и выборе опти­ мальных решений наблюдается иная картина. Здесь объем входных и выходных данных большой, а число вычислений, приходящихся на единицу информации, в тысячи раз меньше. Основное время занимает работа с массивами: их сортировка, поиск в массивах, выборка из них и т. д. Поэтому при решении экономических за­ дач определяющее значение приобретают внешние уст­ ройства ввода и вывода данных.

Таким образом, можно сделать следующие выводы, 1. Применение одних электронно-вычислительных ма­ шин не решает проблемы совершенствования систем уп­ равления и тем более их преобразования в АСУ. В принципе, можно даже утверждать, что работа систем с использованием только ЭВМ без средств дистанционнон передачи данных и оснащения органов управления

оргтехникой будет неэффективной.

2.Необходимо учитывать тесную взаимосвязь меж­ ду пишущими, счетными, бухгалтерскими машинами и ЭВМ, так как все они являются элементами комплекс­ ной обработки данных.

3.Необходимо поэтапно внедрять технические сред­ ства в ЭСУ, начиная с массового использования на пер­ вом этапе средств малой оргтехники (пишущие маши­ ны, бухгалтерские машины, регистраторы производства, картотечные устройства и т. д.), а не создавать отдель­ ные хотя бы и очень крупные и совершенные ВЦ (цен­

тры АСУ).

Теперь можно дать такое определение АСУ: автома­ тизированная система управления представляет собой совокупность комплекса технических средств автомати­ зации сбора, передачи и обработки данных по функци­ ям управления, организационной структуры системы и методов управления, отвечающих данному техническо­ му комплексу.

С т р у к т у р а АСУ. Структура автоматизированной системы управления обычно представляется набором элементов (подсистем), обеспечивающих выполнение за­ данных АСУ функций. Подсистемы, непосредственно предназначенные для выполнения функций планирова­ ния, контроля и оперативного управления, называют 'функциональнымиКроме них, различают обеспечиваю-- щ'ие подсистемы, общие для всех функциональных. К

32

последним относятся Подсистемы: чкономйко-прйвовО- го, административного, технического и информационно­ го обеспечения. Часто выделяют еще организационные подсистемы [14, стр. 76], которые образуются в подраз1 делениях при сочетании функциональных и обеспечи­ вающих подсистем. Так, например, бухгалтерия форми­ руется на основе синтеза функций ((учета, контроля, ана­ лиза) и обеспечивающих подсистем: правовой (набор правил; прав и законов), информационной (документо­ оборот, шифры; коды, нормативы); технической (бухгал­ терские машины, средства взаимодействия с ЭВМ). Ана­ логично создаются другие подразделения АСУ.

Структура АСУ тем сложнее, чем больше в ней уп­ равляющих центров и объектов управления, которые’ могут объединяться в систему по-разному. Широко при1меняются равноправные «кустовые.» подсистемы; зам; кнутые на общий центр АСУ — главный вычислйтёльиый центр (чаще всего «кусты» образуются по террито­ риальному принципу). Используются также иерархиче­ ские подсистемы управления с многоступенчатым пира­ мидальным принципом построения (с подчинением низ­ ших ступеней высшим). Наиболее рациональной следу­ ет считать такую структуру АСУ, когда на каждом ор­ ганизационном уровне решаются вопросы соответствую­ щей компетенции и когда несвойственные данной ступе­ ни вопросы автоматически отсеиваются и передаются на следующую ступень [:19].

Взаимосвязь между отдельными подсистемами часто проявляется в том, что результаты решения задач в од­ ной из подсистем служат исходными данными или ог­ раничениями для задач в другой. Выбранная структура АСУ должна обеспечивать комплексность обработки данных и выдачу результативной информации для всех органов управления систем.

Большое значение при выборе структуры АСУ име­ ет обеспечение заданной надежности системы (т. е. до­ пустимой частоты отказов в ней). Повышение надежно­ сти делает целесообразным такое распределение функ­ ций и соответственно потоков информации, при котором на .нижнем уровне решается наибольшее количество за­ дач местного характера, а на более высокие уровни пе­ редается решение более общих задач: В принимаемой структуре АСУ должна быть заложена возможность по­ степенного наращивания ее мощности (количества сту­ пеней, вычислительных центров, ЭВМ и- т. д.).

Отсутствие проработанного организационного обес­ печения АСУ (совокупности правовых норм взаимоот­ ношения подсистем, отдельных руководителей и т. д.) также часто является тормозом п в разработке этих си­ стем, и в их внедрении.

Список литературы к гл. 1

1.Винер Н. Кибернетика. М„ «Советское радио», 1968.

2.Кобринский Н. Е. Основы экономической кибернетики. М., «Эко­ номика», 1969.

4Федоренко Н. П. Послесловие к 'книге О. Ланге «Введение в эко­ номическую кибернетику». >М., «Прогресс», 1968. 7 с.

5.Математика и кибернетика о экономике. Словарь-справочник. М., «Экономика», 1971.

6.Ст. Бир. Кибернетика и управление производством. М., «Наука», 1965. 391' с.

7.Смирнов К. А. Производственно-обучающие информационные си­ стемы и их эффективность. Материалы семинара: «Информацион­

8.Федоренко Н. П. Хозяйственная реформа и некоторые проблемы оптимального управления социалистической экономикой. ■— «Воп­ росы экономики», 1970, № 3.

9.Федоренко Н. П. Наука человеческого счастья. — «Литературная ■газета», № 38, 1966.

10. Автоматизированные системы управления предприятием. Киев, «Паукова Думка», 1966.

11.Федоренко Н. П. О разработке системы оптимального функцио­ нирования экономики. М., «Наука», 1968. 242 с.

12Смирнов К. А., Гребнев Е. Т. Методические положения по об­ следованию и анализу действующих систем управления мате­ риально-техническим снабжением при проектировании АСУ. М., ЦЭМИ АН СССР и ЦНИИТЭИМ С, '19711. 60 с.

13Федоренко Н. П. Дискуссия об оптимальном планировании. М.,

«Экономика». 1968.

14Лапшин Н. П. и др. Основные вопросы создания АСУ промыш­ ленными предприятиями. iM., ЦЭМИ АН СССР, 1968.

15 Глушков В. М. Основные принципы построения автоматизиро­ ванных систем управления. — «Кибернетика и вычислительная техника». Вып. 12, 1971.

16.Берг А. И., Черняк Ю. И. Информация и управление. М., «Эко­ номика». (1966.

17.Черняк Ю. И. Разработка системы экономической информации.—

•18. Смирнов К. А. Система оперативного маневрирования материаль­ ными ресурсами. М., «Экономика», 1972. 1812 с.

19.Лоскутов В. И. Автоматизированные системы управления. М., «Статистика», 1972. 4184 с.

20.Актуальные проблемы управления. ‘Под редакцией В. Г. Шорина. М., «Знание», 11972 288 с.

2. Центры АСУ

2.1

СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЭВМ

Прежде чем говорить о тех или иных кон­ кретных АСУ, центральным элементом которых явля­ ются ЭВМ, необходимо хотя бы в самых общих чертах познакомиться со структурой, принципами работы и программирования современных вычислительных ма­ шин. Только после этого можно яснее представить ра­ боту вычислительного комплекса АСУ, его достоинства и недостатки, учесть трудности, стоящие перед создате­ лями АСУ, и оценить выигрыш от их применения.

ЭВМ (в дальнейшем называемых просто ЭВМ), кото­ рые отличаются друг от друга точностью вычисле­ ний, надежностью, быстродействием, возможностью ре­ шения задач различной сложности и еще целым рядом, параметров. Однако, несмотря на эти отличия, все ЭВМ имеют одну и ту же структурную схему, поскольку ра­ бота ЭВМ любого типа осуществляется в соответствии со строго определенными принципами. В качестве более понятного примера можно сослаться на двигатели внут­ реннего сгорания. Существует очень много различных марок четырехтактных двигателей, тем не менее прин­ цип их работы один и тот же, все они имеют такие обя­ зательные элементы, как цилиндры, поршни, карбюра­ тор и Т. Д,

Классическая структурная схема цифровой • ЭВМ приведена на рис. 2.1. Основными частями ЭВМ явля­ ются: устройство управления (УУ), арифметическое уст­ ройство (АУ), запоминающее устройство (ЗУ), устрой­ ства ввода данных в машину и вывода из нее резулш

36

татов расчета и пульт ручного управления (ПУ). Соче­ тание АУ и УУ часто называют «процессором», а про­ цессор 'совместно с оперативным запоминающим устрой­ ством, называют также центральной частью ЭВМ, или центром ЭВМ.

Рис. 2.1. Структурная схема цифровой ЭВМ

Последовательность выполнения всех операций при решении какой-либо задачи производится с помощью УУ, которое связано с остальными устройствами ЭВМ и предписывает им те или иные действия. В АУ выпол­ няются логические и собственно арифметические опера­ ции — сложение, вычитание, умножение и деление. Ис­ ходные данные для выполнения этих операций посту­ пают в АУ из ЗУ, где хранится также и программа ра­ боты ЭВМ при решении конкретной задачи, т. е. «рабо­ чая программа». Туда же записываются результаты опе­ раций вычисления. Для ввода информации в ЗУ и пре­ образования ее в форму, удобную для работы ЭВМ; предусмотрены устройства ввода. Первичная информа­ ция может быть отперфорирована на перфолентах или перфокартах. Устройства ввода преобразуют код пер­ фолент и перфокарт в требуемый для ЭВМ. вид, кото­ рый затем записывается в ЗУ.

37

ячейки ЗУ № 1 (0001) с содержимым ячейки № й (0010) и результат записать в ячейку № 3 (ООП).

Вданном примере код операции записан в виде трех-

ризрядного двоичного числа, 'поэтому ‘Общее число раз­ личных команд не может превышать восьми'('23= 8 ). В су­ ществующих в настоящее время ЭВМ код команды за­

писывается 6—8-разрядиымн числами, что дает возмож­ ность закодировать до 256 различных команд. Команды могут быть также одноадресными и двухадресными. При

;числе операций больше двух команда называется мно­ гоадресной. В одноадресной команде указывается код операции и адрес только одной ячейки ЗУ. Поскольку для выполнения одной арифметической или логической операции требуется произвести как минимум три дей­ ствия, такая операция выполняется с помощью трех команд. Первая команда выбирает из ЗУ первое число; участвующее в операции; вторая — второе число и про­ изводит исполнение операции и третья команда по ад­

ресу, указанному в ней, засылает результат в ячейку памяти ЗУ. Каждая одноадресная команда выполняется в три этапа: первый — вызов команды из ЗУ; второй— ! вызов числа из ЗУ (его часто называют операндом); I третий — исполнение заданной в команде операций в арифметическом устройстве. В двухадресной команде; кроме кода операции, указываются адреса двух ячеек ЗУ, нз которых необходимо взять числа.

Следует отметить, что в последнее время наибольшее распространение получили ЭВМ с одноадресной систе­ мой команд. Объясняется это уменьшением количества оборудования в одноадресных ЭВМ по сравнению с трехадресными. Действительно, число электронных эле­ ментов, участвующих в пересылке, хранении, обработ­ ке, контроле и т. д., при операциях тем меньше, чем меньше разрядов в машинном слове. Правда, для вы­ полнения равного объема операций в одноадресной ЭВМ необходимо совершить большее число команд, чем. например, в трехадресной. Однако стремление к увели­ чению быстродействия элементов ЭВМ отвечает совре­ менным тенденциям развития вычислительных машин, так как при равном объеме оборудования большую про­ изводительность будет иметь ЭВМ с большим быстро­ действием.

Совокупность команд, представляющих полный и по­ следовательный перечень операций по решению опре­ деленной задачи, называется программой. Программа

39