та інформацію необхідну для оптимального керування згідно вимог ERP. Часові терміни тут вимірюються днями, місяцями, кварталами роками тощо. Цей рівень передбачає також і втручання у виробничий процес за непередбачених виняткових обставин.

Під час створення АСКП на промислових підприємствах, часто виникає багато проблем із впровадженням автоматизованих систем. Тому під час впровадження АСКП спостерігається явний ухил в бік автоматизації й інформатизації бізнес-процесів та відкладання на "пізніше" (чи взагалі ігнорування) автоматизації основних, виробничих процесів та задач керування ресурсами виробничого рівня.

Пов’язано це перш за все з тим, що під час автоматизації виробничих процесів офісні системи необхідно інтегрувати у великі інформаційнообчислювальні комплекси, залучати до них технології опрацювання інформації в режимі реального часу та фізичних процесів і параметрів. Тут замість звичайних комп’ютерів і ручного введення даних необхідно мати справу з автоматичними джерелами інформації – аналітичним рівнем SCADA-систем. Вони повинні фіксувати та швидко опрацьовувати інформацію в міру її надходження, інакше вона буде втрачена або неправильно сприйнята пізніше.

1.3. Історія розвитку та принципи побудови обчислювальної техніки

1.3.1. Передумови виникнення комп’ютера

Перший проект "аналітичної машини" (обчислювального прист рою) – за своєю схемою і принципами роботи дуже близької до сучасних комп’ютерів – був розроблений у далекому 1833 р. англійським вченим, професором Кембріджського університету Чарльзом Беббіджом. Але, як це часто буває з ідеями, що випередили свій час, проект Беббіджа виявився у той час технічно нереальним. Навіть матеріали про цю машину були опубліковані лише в 1888 р., вже після смерті автора. Тим не менше, Чарльз Беббідж увійшов в історію як пророк сучасної кіберцивілізації.

Минуло понад сто років, доки Друга світова війна – війна машин і нових технологій – дала поштовх розвитку високопродуктивних обчислювальних пристроїв. Без них створення нових типів зброї ставало просто неможливим, оскільки час, необхідний на виконання багатьох математичних розрахунків, перевищував тривалість людського життя.

Перші електронно-обчислювальні машини з’явились уже під час другої світової війни, а почалась новітня історія обчислювальних машин у США. В 1940-х роках артилерія ще була "богом війни", тож не дивно, що

14

саме артилеристи були першими, хто відчув потребу у нових обчислювальних технологіях. Гармати польові, зенітні, корабельні, авіаційні, далекобійні – кожен тип вимагав своїх, специфічних балістичних розрахунків. Саме тому в 1941 р. співробітники Лабораторії балістичних досліджень Абердинського полігону (США) звернулись у Пенсільванський університет з проханням допомогти їм скласти спеціальні таблиці для стрільби. Виконати прохання військових доручили працівникові школи Джону Моуслі. Однак, дослідивши проблему, Моуслі зрозумів, що лише таблицями тут не обійтися – на дворі вже не XVIII століття, необхідний був єдиний універсальний електронний рахунковий пристрій.

Але завдання виявилось складнішим ніж передбачалось. Багато теоретичних викладок доводилося переглядати після перших же спроб їх практичної реалізації, під час роботи доводилося долати безліч технологічних проблем. Азарт молодих дослідників підігрівався і діями конкурентів – якраз у ті роки в Америці іншою групою дослідників розроблялась обчислювальна машина MARK-I, яка хоч була введена в дію в 1944 р., але не мала майбутнього. Справа в тому, що MARK-I був електричним обчислювачем – він працював на безлічі електромагнітних реле. Його створення стало можливим завдяки накопиченому досвіду експлуатації телефонної апаратури, лічильно-аналітичних і лічильноперфораційних машин. А Моуслі зі співробітниками розробляли своє дітище на основі принципово інших компонентів – електронних ламп. Задля історичної справедливості варто згадати, що на два роки раніше запрацювала британська електронна ЕОМ Colossus (1943). Однак Colossus створювався зовсім для інших завдань, а саме для розшифровування німецьких військових шифрів і тут він справився з поставленою задачею настільки ефективно, що багато в чому змінив хід військових дій і зумовив перемогу союзників.

Так чи інакше, але до кінця 1945 року електронна машина була побудована і одержала назву ENIAK (Electronic Numerical Integrator and Computer – електронний цифровий інтегратор і калькулятор). Вона здійснювала 5000 операцій додавання і 300 операцій множення в секунду, мала 26 метрів в довжину, 6 метрів у висоту і важила 35 тонн.

Машина ENIAK працювала в 1000 раз швидше ніж MARK-1, але для введення програми доводилось протягом кількох годин чи навіть кількох днів з’єднувати необхідним чином провідники. Щоб спростити процес створення програм необхідно було сконструювати машину, яка б могла зберігати програму у своїй пам’яті.

15

1.3.2. Комп’ютер фон Неймана

В 1945 р. до роботи над ENIAK був залучений знаменитий математик Джон фон Нейман (John von Neumann), який сформулював базові принципи функціонування універсальних обчислювальних пристроїв, схематично зображених на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Схема ідеального обчислювального пристрою фон Неймана

Для ефективної роботи ЕОМ повинна мати такі пристрої:

•арифметико-логічний пристрій (ALU – Arithmetic logic unit) – виконує арифметичні і логічні операції

•пристрій керування (CU – Control Unit) – організовує процес виконання програм

•запам’ятовувальний пристрій або пам’ять (Memory) – для зберігання програм і даних в єдиному вигляді

•зовнішні пристрої (I/O – Input/Output) – пристрої для введення або відображення інформації

Він також відмітив, що десяткову арифметику, яка використовувалась в машині ENIAC, де кожен розряд представлявся 10 електронними лампами (1 увімкнена і 9 вимкнені), необхідно замінити бінарною арифметикою, тобто слід використовувати лише 2 стани "0" і "1".

Таким чином було запропоновано організацію обчислень, яка зробила обчислювальну машину універсальним інструментом. Після завантаження програми (алгоритму й даних для обробки) в запам'ятовуючий пристрій, машина фон Неймана може працювати автоматично, без втручання оператора. Кожна комірка пам'яті машини має унікальний номер – адресу, а спеціальний механізм, частіше всього –

16

лічильник команд – забезпечує автоматичне виконання необхідної послідовності команд, і визначає на кожному етапі адресу комірки, з якої необхідно завантажити наступну команду.

Першу ЕОМ, в якій були втілені принципи ідеального комп’ютера, побудували у 1949 році і, в подальшому ця технологія тільки удосконалювалась. З розвитком технологій структура комп’ютера фон Неймана практично не змінилася, лише відбулося кілька незначних трансформацій: так пристрій керування частково трансформувався в центральний процесор, визначилась технологія обміну даними засобами магістралей даних (шин), пристрої введення/виведення стали під’єднувати через різні допоміжні контролери, арифметико-логічний пристрій став частиною центрального процесора (див. рис. 1.3).

Рис. 1.3. Трансформована схема комп’ютера Неймана

У час виникнення теорії Неймана ситуація на американському ринку пристроїв оброблення інформації виглядала таким чином: існували дві великі компанії, що мали великий досвід розроблення електромеханічного лічильного устаткування (табуляторів) – Remington Rand і IBM, причому остання домінувала на ринку (близько 90% у 1952 році) завдяки технічно досконалішій продукції й успішному маркетингу. Обидві компанії ставили собі за мету створення ЕОМ трьох типів для покриття потреб урядових організацій, наукових досліджень та бізнесу.

Хоча спочатку лідером у розробленні та просуванні нових технологій була компанія Remington Rand, однак успішнішою була IBM. Саме вона випустила на ринок ЕОМ Model 650 для малого і середнього бізнесу, ціна оренди якої складала всього лише 3 250 доларів в місяць.

17