Информационные технологии в профессиональной деятельности

Разновидностью управления является регулирование. Дадим более полные определения понятиям «автоматическое регулирование» и «автоматическое управление». Автоматическим регулированием называется поддержание постоянной или изменение по заданному закону некоторой величины, характеризующей процесс. Автоматическим управлением называется автоматическое осуществление совокупности воздействий, выбранных из множества возможных на основании определенной информации и направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с целью управления.

Информационную модель любой системы управления можно представить как совокупность двух основных компонентов: объекта управления и управляющей части.  Совокупность объекта управления и управляющего устройства (регулятора) называется системой автоматического управления (регулирования).

Объект управления – четко выделенная ограниченная сущность с точно зафиксированным составом и спецификацией входящих в эту сущность элементов, и с точно установленными отношениями между элементами этой сущности. Объектом управления может быть любой объект – завод, магазин, территория, город, район, государство, макроэкономика в целом, любое управляемое техническое устройство или какой–либо технологический процесс. Важнейшее свойство объекта управления – целостность. Предполагается, что объект управления может функционировать автономно до тех пор, пока не меняются некоторые условия.

Вторым принципиально важным компонентом системы управления является управляющая часть. Управлением называется сознательное целенаправленное информационное воздействие посредством управляющей части с целью перевода объекта управления из одного состояния в другое. Взаимодействующие управляющая часть и объект управления образуют систему управления. Система управления поддерживает целостность как объект управления более высокого уровня. Управление должно быть результативным.

 

 

Рисунок 2

 

Взаимодействие между объектом управления и управляющей частью может производиться по нескольким каналам. Управляющая часть должна располагать данными о внешней среде и внутреннем состоянии объекта управления и в соответствии с параметрами внешней среды и параметрами состояния объекта управления – управляющая часть вырабатывает управляющие воздействия на объект управления. Можно выделить три основные группы параметров управления:

• Критерии эффективности управления – это сложное, часто математическое понятие, определяемое управляющей частью и задающее общую (функциональную) стратегию управления;
• Норматив управления – позволяющий сравнивать текущее состояние объекта управления с некоторым заранее определенным идеализированным состоянием (образцом) и определяющий корректность (законность) управляющих воздействий;
• Внешние задающие воздействия – позволяющие целенаправленно переводить объект управления из одного стабильного (устойчивого) состояния в другое.

 

1.3 Классификации систем  управления

 1.3.1 Классификация СУ по принципу действия

 

Большое разнообразие систем управления обуславливает использование различных признаков при их классификации. По принципу действия СУ подразделяются на следующие типы:

• Системы управления, работающие по замкнутому циклу. В замкнутой системе управляющее воздействие на основе информации о характеристиках объекта, цели и результатах управления. В таких системах осуществлен замкнутый цикл передачи воздействий, т.е. значение управляемой величины на выходе объекта влияет на значение управляющей величины на входе объекта, т.е. эта система с обратной связью. Обратной связью называется подача сигнала с выхода какого-нибудь устройства на его вход.
• Системы управления, работающие по разомкнутому циклу. В разомкнутой системе управляющее воздействие вырабатывается на основе информации о величине возмущающих воздействий, характеристиках объекта и цели управления. В таких системах управляющее устройство не получает информации о результатах управления. Такое управление называют жестким. В разомкнутой системе реализуется принцип управления по возмущению. Основным недостатком разомкнутых систем является то, что в них необходимо измерять и компенсировать отдельно влияние каждого возмущающего воздействия. Важным достоинством разомкнутых систем является их простота, и они широко используются для решения относительно простых задач управления.
• Комбинированные системы управления.

 

1.3.2  Классификация СУ в зависимости от назначения

 

В зависимости от назначения системы управления можно классифицировать следующим образом:

• Системы стабилизации. Системы стабилизации используются для стабилизации изображения в видео и фото камерах, в автомобильном производстве для усовершенствования систем управления движением автомобиля.
• Системы программного управления. Любая из систем управления в принципе является системой программного управления, так как обеспечивает согласованные перемещения исполнительных органов в определенной последовательности, т. е. по определенной программе, поэтому название программное управление условное. Используется чаще всего в производстве.  Его применяют для обозначения систем управления, в которых программа задается на программоносителях. Общая особенность таких систем — их гибкость, возможность быстрой переналадки для обработки различных заготовок, сочетающаяся с высоким уровнем автоматизации. Это позволяет рационально использовать автоматизированные станки с программным управлением в средне- и мелкосерийном производстве.
• Следящие системы управления. Следящая система управления — это система автоматического управления, в которой управляемая величина воспроизводит произвольно изменяющееся задающее воздействие. О динамических свойствах следящей системы можно судить по величине ошибки. Также сигнал ошибки в следящих системах является сигналом, в зависимости от величины и «характера» которого осуществляется управление объектом. Различают системы статические и астатические. Статические системы управляются значением ошибки: есть ошибка - есть управление в системе, больше величина ошибки - сильнее реакция системы.

 

1.4   Базовые информационные технологии в управлении

 

Базовые информационные технологии в управлении предназначены для определенных областей применения (производство, научные исследования, обучение и т.д.). Базовые информационные технологии строятся на основе базовых технологических операций, но кроме этого включают ряд специфических моделей и инструментальных средств. Этот вид технологий ориентирован на решение определенного класса задач и используется в конкретных технологиях в виде отдельной компоненты. Среди них можно выделить:

• ИТ интерфейса системы управления с внешней средой;
• ИТ поддержки выбора и процесса исполнения управляющих воздействий; 
• ИТ обратной связи;
• ИТ создания, управления конфигурацией и реинжениринга ИТУ (CASE – технологии, CALS – технологии);
• ИТ баз, банков и хранилищ знаний;
• ИТ документопотоков;
• ИТ администрирования информационных систем;
• ИТ надежного функционирования и защиты ИТУ;
• ИТ визуализации данных;
• ИТ правового обеспечения ИТУ;
• Офисные ИТ;
• ИТ моделирования проблем ситуационного управления;
• ИТ функционального назначения (ИТ логистики, ИТ финансовых потоков, ИТ корпоративного управления и др.);
• ИТУ трудосберегающие, ИТУ времясберегающие, ИТУ ресурсосберегающие;
• ИТ интеллектуальных систем управления;
• ИТ страхования и компенсации риска.

 

1.5 Базы данных как средство управления

 

База данных - это организованная структура, предназначенная для хранения информации. В современных базах данных хранятся не только данные, но и информация.

Это утверждение легко пояснить, если, например, рассмотреть базу данных крупного банка. В ней есть все необходимые сведения о клиентах, об их адресах, кредитной истории, состояние расчетных счетов, финансовых операциях и т.д. Доступ к этой базе данных имеется у достаточно большого количества сотрудников банка, но среди них вряд ли найдется такое лицо, которое имеет доступ ко всей базе полностью и при этом способно единолично вносить в нее произвольные изменения. Кроме данных, база содержит методы и средства, позволяющие каждому из сотрудников оперировать только с теми данными, которые входят в его компетенцию. В результате взаимодействия данных, содержащихся в базе, с методами, доступными конкретным сотрудникам, образуется информация, которую они потребляют и на основании которой в пределах собственной компетенции производят ввод и редактирование данных.

С понятием базы данных тесно связано понятие системы управления базой данных. Это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнение ее содержимым, редактирование содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройства вывода или передачи по каналам связи.

 

 

Рисунок 3

 

В мире существует множество систем управления базами данных. Несмотря на то что они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю различные функции и средства, большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий. Например, СУБД Microsoft Access, входящая в пакет Microsoft Office.

Можно определить базу данных как физическое пространство (место на внешнем носителе компьютера), на котором в строго определенном порядке записываются и хранятся конкретные значения реквизитов (данные) первичных информационных форм, относящиеся к одному роду объектов учета. Здесь особо следует подчеркнуть однородность каждой базы данных, например, для накопления информации об автотранспорте, похищенных вещах и т.п.

В базе данных хранятся данные, предназначенные для совместного использования. Здесь особо выделяется возможность совместного использования информации хранящейся в базе данных многими пользователями одновременно. Многопользовательский режим доступа к данным, хранящимся в базе, может быть организован различными способами:

• использование в сети файл-серверов, на которых физически хранятся вся база данных. При такой организации каждый пользователь работает с базой данных так, как будто она размещена на собственном компьютере. Недостатком такой организации многопользовательской БД является большая нагрузка на каналы связи т. к. при обслуживании запроса порции данных считываются с диска центрального компьютера (файл-сервера) небольшими порциями и передаются на рабочее место, где происходит их обработка;
• технология клиент / сервер, при которой вся обработка информации, все транзакции, задаваемые пользователями, выполняется самим сервером, а на рабочие станции передаются только результаты. К пропускной способности каналов связи в этом случае предъявляются значительно меньшие требования, однако центральный компьютер, обслуживающий базу данных, должен быть значительно мощнее, чем в первом варианте. При этом, рабочие станции могут быть бездисковыми терминалами;
• распределенная структура - когда части (фрагменты) одной базы данных физически находятся на различных серверах сети. По такому принципу строятся глобальные информационные системы типа Internet.

Для создания и обслуживания таких систем используется специализированное программное обеспечение - системы управления базами данных СУБД.  К основным функциям СУБД любого типа можно отнести:

• создание (конструирование) базы данных путем описания структуры хранимой информации и взаимосвязей между ее частями;
• занесение, хранение и удаление информации из базы данных - т.е. поддержание БД в актуальном состоянии;
• обслуживание выборок и запросов пользователей.

Различные СУБД позволяют создавать и обслуживать базы данных различной структуры: иерархические, сетевые и т.д. Наибольшее распространение получили так называемые реляционные БД. Реляционные базы данных представляют собой набор связанных таблиц и ничего кроме них. Термин «реляционная» указывает на то, что между таблицами базы данных могут быть установлены различные отношения. РСУБД составляют один из крупных сегментов рынка баз данных: они включают все от систем клиент / сервер до настольных систем.

Как отмечалось выше, реляционная модель БД рассматривает все данные как группы таблиц или отношений, которые содержат фиксированные количества рядов и столбцов. Иными словами многие объекты, используемые в реляционной базе данных, аналогичны объектам электронных таблиц. Рассмотрим основные термины и определения связанные с РСУБД.

 

 

Рисунок 4

 

Современная жизнь немыслима без эффективного управления. Важной категорией являются системы обработки информации, от которых во многом зависит эффективность работы любого предприятия ли учреждения. Цель таких систем управления базами данных - это уметь справляться со следующими задачами:

• Определение тенденции изменения важнейших показателей;
• Обеспечение получение информации, критической по времени, без существенных задержек;
• Выполнение точного и полного анализа данных.

Современные СУБД в основном являются приложениями Windows, так как данная среда позволяет более полно использовать возможности персональной ЭВМ, нежели среда DOS. Снижение стоимости высокопроизводительных ПК обусловил не только широкий переход к среде Windows, где разработчик программного обеспечения может в меньше степени заботиться о распределении ресурсов, но также сделал программное обеспечение ПК в целом и СУБД в частности менее критичными к аппаратным ресурсам ЭВМ.