книги из ГПНТБ / Обухов В.И. Человек и автоматика рассказ о больших системах

вычислительных и других сложных биониче­ ских систем, которые в ближайшее время будут использоваться в больших системах.

Этот далеко не полный перечень проблем, которые разрабатывает бионика, показывает, какое значение приобретает эта наука в жизни человека.

Сложность и новизна в автоматике стала возможна не только благодаря кибернетиче­ ским и бионическим идеям, но также в резуль­ тате того, что в автоматических системах ста­ ли широко использоваться вычислительные ма­ шины и блоки. Применение вычислительных устройств в автоматизации производственных процессов — это то новое, что характеризует современную автоматику. Электронные вычис­ лительные машины используются не только для решения математических задач, но и для управления автоматическими системами. Эти машины и устройства уже существенно преоб­ разуют архитектуру автоматических систем, изменяя,не только выполняемые функции, но и форму построения систем.

Архитектура автоматических систем

ще сравнительно недавно, око­ ло десяти или пятнадцати леттому назад, четкого подразде­ ления автоматических систем в зависимости от выполняемой

функции не существовало, вернее о такой спе­ циализации особенно не задумывались, поэто-

59

му часто под автоматическим контролем подра­ зумевалась системаавтоматического управле­ ния и наоборот. Правда, беды от того, как на­ звать ту или иную систему, нет. Тем не менее возросший уровень автоматизации все больше и больше приводит к тому, что в автоматике начинают складываться классы определенных систем со своими особенностями, своими методами расчета, проектирования и исследо­ вания.

При подразделении систем на классы обыч­ но исходят из их основного признака — выпол­ няемой функции, поэтому в современном произ­ водстве нужно иметь такие системы, которые предназначены для измерения величин и пара­ метров, для их контроля, для поддержания па­ раметров на определенном уровне, а также для управления установками, объектами, процесса­ ми, параметрами в зависимости от изменений внешних и внутренних условий. Поэтому в на­ стоящий момент складываются классы автома­ тических систем измерения, контроля, регули­ рования и управления. Перечисленные системы, как правило, относятся к одной установке, од­ ному параметру и таким образом охватывают ограниченную зону действия, поэтому их на­ зывают местными или локальными системами. Естественно, что системы измерения, контроля, регулирования и управления могут быть не ав­ томатизированы, что, например, имело место в прошлом. Последнее особенно относится к из­ мерительно-информационным системам, кото­ рые только за последнее время стали интенсив­ но развиваться и автоматизироваться. В про­ шлом измерения, как правило, выполнялись

60

вручную, хотя вопросам измерения всегда при­ давали огромное значение, и не напрасно ве­ ликий ученый Д. И. Менделеев говорил, что «наука начинается с тех пор, как начинают из­ мерять» и что «точная наука немыслима без меры». Ф. Энгельс более определенно форму­ лировал роль измерения, когда писал, что «вся­ кое познание есть чувственное измерение». Но границы познания с каждым десятилетием все более расширяются, процессы измерения усло­ жняются, и поэтому они становятся немысли­ мы без автоматизации, тем более, что в послед­ ние годы появились такие области знания, где измерения должны исключать присутствие че­ ловека вообще или на продолжительное вре­ мя. Например, при длительных исследованиях космоса или глубин океана и земной коры. Очень часто ввиду труднодоступное™, тяжести работ или опасности производить измерения путем непосредственного наблюдения лишено всякого смысла, и в этом случае вновь на по­ мощь приходит автоматика, когда автоматиче­ ски определенные измерения записываются и передаются. В отдельных случаях путем про­ граммирования измерения обрабатываются или с ними производятся другие необходимые операции.

Примером желательности полной автомати­ зации измерительных процессов могут быть ме­ теорологические, океанографические, почвен­ ные и прочие измерения в горных, полярных и других областях с тяжелыми климатическими условиями, особенно, если еще необходимо та­ кие измерения осуществлять круглосуточно с очень жестким графиком.

61

Измерения нужны также в сложных хими­ ческих производствах, и здесь, как нигде, требу­ ется автоматизация измерительных процессов, поскольку приходится с большой точностью вы­ держивать программу (последовательность и продолжительность) измерений.

Автоматизация измерений необходима в атомной энергетике. Большую роль автомати­ ческие измерительные устройства играют в медицине, когда необходимо измерять темпера­ туру, частоту пульса и другие показания боль­ ного при операциях или серьезных заболева­ ниях, требующих непрерывности измерений.

Перечислить на сегодня все объекты, где имеются автоматические измерительные уст­ ройства, ввиду их оТромного количества очень трудно.

Еще большее распространение получили системы автоматического контроля, отличаю­ щиеся от систем автоматического измерения тем, что они фиксируют отклонение от того со­ стояния или размера, которым должен удов­ летворять объект контроля (сырье, машины и т. д.). Системы автоматического измерения определяют численные величины. Это обстоя­ тельство накладывает на системы определен­ ные особенности и, естественно, изменяет их структуру, число и характер действия элемен­ тов, из которых собираются системы, оформле­ ние систем, т. е. все то, что может быть отнесе­ но к архитектуре автоматических систем. При таком подходе, когда в автоматику вводится понятие архитектуры, невольно напрашивается сравнение из области зодчества, где, как из­ вестно, определенное назначение здания по-

62

НА ЧТО СПОСОБНЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

Появление электронных вычислительных машин

трон н ы х вы чи сл и тел ьн ы х м аш и н в с л о ж н ы х с и ­ стем ах ав то м ати ч еского у п р а в л е н и я стан ови тся

эти м а ш и н ы бы ли сен сац и ей и в ы зы в а л и м н о го ­

воение косм оса . К стати , е щ е д а л е к о не и с ч е р п а ­ ны все в о зм о ж н о сти э л е к т р о н н ы х в ы ч и с л и те л ь ­ ны х м аш и н .

П е р в а я в м и р е э л е к т р о н н а я с ч етн о -р еш аю ­ щ а я м а ш и н а б ы л а и зо б р е т ен а ам е р и к а н с к и м и

Н е с в о е в р е м е н н а я п у б л и к а ц и я б ы л а в ы з в а н а

64

соображениями секретности, поскольку первые машины ЭНИАК были связаны с применением их в военных целях для расчетов в артиллерии противовоздушной обороны.

В к ач естве д а л е к о й п ред ы стори и в ы ч и сл и ­ тельной техники м о ж н о уп ом ян уть счеты , ко т о ­ рые п о яви л и сь н еск ольк о ты сяч л е т том у н а з а д

зую тся в соврем ен н ой вы чи сли тельн ой технике.

все эл ем ен ты соврем ен н ы х вы ч и сл и тел ьн ы х м а ­

операции .

м аш и н . З а д о л г о до а м е р и к а н ц а В. Б у ш а а к а ­

у стр о й ства стан ови тся п он ятн ы м , если с р ав н и ть б л ок -схем у вы чи сл и тел ьн ой м аш и н ы , к а к это

66

п р е д л а га е т с я вы ш е , с человеком , которы й п р о ­ извод и т р асчет с п ом ощ ью обы чной н астольной счетной м аш и н ы . Т а к о е соп о ставлен и е д ает в о зм о ж н о сть у стан о ви ть идентичность в в ы п о л ­

но р ас те т их количество .

В с о вр ем ен н ы х у сл о в и ях д л я э л ек тр о н н ы х

67

По числу функциональных блоков и схеме их связи вычислительная машина напоминает человека, реша­ ющего задачу с помощью счетной машины и рабочих таблиц

68