Применение компьютеров в системах автоматизации

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

 

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ 

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

Кафедра АСУ

 

 

 

 

Расчетно-графическая  работа

по дисциплине «Микропроцессорные системы управления»

на тему «Применение компьютеров в системах автоматизации»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Выполнил:

    

    

 

     Проверил:

    

     Оценка ____________

     «___» _____________ 2013 г.

 

 

 

 

 

 

 

                          

                    

Уфа 2013

Содержание

 

Введение

1. Основные области  применения компьютеров

2. Автоматизированные  системы

3. Роль применения  отечественных компьютеров в  атомной и космической программах  СССР

4. История создания  автоматизированных систем управления  в CCCP

Заключение

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В наше время жизнь каждого  отдельного человека и всего социума  в целом тесно связана с  таким явлением технического прогресса, как компьютер. Электронно-вычислительная техника всё шире входит во все  сферы нашей жизни. Компьютер  стал привычным не только в производственных целях и научных лабораториях, но и в студенческих аудиториях и  школьных классах. Непрерывно растёт число  специалистов, работающих с персональным компьютером, который становится их основным рабочим инструментом. Ни экономические, ни научные достижения невозможны теперь без быстрой и  четкой информационной связи и без  специального обученного персонала.

Формирование единого  глобального экономического, социального  и культурного пространства —  это объективная реальность современного мира. Сегодня компьютеры, объединенные обширной сетью, берут на себя функции  и всемирного банка информации и  самого мобильного средства связи. Человечество вступило в новый этап развития, этап, презентующий новое информационное общество, новую информационную этику  и культуру.

Информация вышла на приоритетное место среди критериев прогресса, как и средства ее получения и  переработки и использования  — компьютер и компьютерная технология, с помощью которой усиливаются  интеллектуальные возможности и  способности человека. В развитых странах более половины трудящихся заняты в информационном секторе (в  США — 80%), причем информация, технические  и программные средства ее переработки  превратились в главный товарный продукт.

В то же время от внедрения  интеллекта и модели окружающего  мира внутрь компьютера, то есть от формирования в его недрах “виртуальной реальности”, люди переходят к воплощению виртуальности  вокруг себя — микропроцессоры в  автомобилях, телевизорах, кредитных  карточках, даже шариковых ручках и  т.д. Эти технологические изменения  существенно преобразуют не только среду обитания человека, но и влияют на самого человека, на организацию  всех видов его деятельности, на взаимоотношения между сообществами людей на рынке сырья, товаров  и услуг, на систему образования  и, наконец, на нормы и законы, фиксируемые  и развиваемые законодательной, судебной и исполнительной властями. Новая информационная эпоха демонстрирует  глобальные преимущества, которые определяют развитие современного общества и человека.

Во-первых, это высокий  уровень взаимодействия компьютеров  с человеком. Компьютер выступает  в роли персонального помощника  человека, отвечающего практически  всем органам чувств человека.

Следующее преимущество определяется способностью компьютеров взять  на себя функции всех существующих средств массовой информации. Такие  конструкции и явления, как тексты, изображения, звуки и кино — почти  недоступные в традиционных средствах  массовой информации — становятся легко управляемыми самим человеком.

В-третьих, поскольку информация может быть представлена во многих различных аспектах, человеку предоставляется  возможность многосторонне рассмотреть  идеи или проблемы и свести воедино  информацию различных источников.

В-четвертых, суть компьютерных расчетов состоит в построении динамической модели идеи посредством имитации условий. С помощью компьютера можно получить не просто статистические выкладки, а  наглядные модели, которые описывают  и проверяют противоречащие друг другу теории.

Пятое преимущество состоит  в том, что компьютеры можно наделить мышлением. Способность компьютера к построению моделей позволяет  ему соперничать с человеческим разумом.

Эти пять преимуществ представляют собой могущественную информационную среду, центральным инструментом которой является компьютер, а центральным субъектом действия — человек.

Жизнедеятельность современного человека теперь реализуется на путях  все более активного общения  с техническими устройствами; если раньше они являлись как бы продолжением человеческих рук и способствовали усилению его физических потенций, то возникновение компьютера резко  изменило положение: он играет роль сотрудника, совместно выполняющего сложную  интеллектуальную работу. Это ведет  к формированию качественно другого  отношения к компьютеру.

Стремление постоянно  использовать компьютер для решения  все более широкого круга задач  имеет серьезное значение, так  как позволяет человеку успешно  использовать огромные возможности  машины. Компьютер позволяет резко  увеличить эффективность и качество многих форм деятельности человека, облегчает  его работу, вводит в круг новых, интересующих его событий и концептуальных представлений, что, конечно, способствует прогрессу личности, усиливает ее интеллектуальные возможности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные области  применения компьютеров

Применение методов и  средств информатики возможно во всех тех областях человеческой деятельности, в которых существует принципиальная возможность (и необходимость) регистрации  и обработки информации. По этому  поводу существует справедливое высказывание: "Применение вычислительных машин  ограничено только рамками нашей  фантазии". Сейчас трудно назвать  такую сферу деятельности человека, в которой не применяют или  не пытаются применить современные  информационные технологии. Среди наиболее значительных областей применения средств  обработки данных следует выделить:

1. Военное дело, например, системы противоракетной обороны,  космические системы.

2. Моделирование физических  явлений и исследование построенных  моделей с помощью компьютеров.

3. Обработка конкретных экспериментальных данных при проведении математических, физических, химических, биологических, социологических, исторических, археологических и т. п. исследований.

4. Решение задач метеопрогноза.

5. Автоматизированные рабочие места (АРМ) специалиста, например, АРМ бухгалтера, руководителя, врача и т. д.

6. Системы автоматического  проектирования, обеспечивающие поддержку  работы инженера-конструктора, существенно  повышающие производительность  его труда и сокращающие сроки  разработок.

7. Управление работой  отдельных станков (станки с  числовым программным управлением), роботы, робототехнические линии,  цеха и заводы-автоматы.

8. Автоматизированные системы  планирования и управления производством,  начиная с отдельных предприятий  и кончая управлением целыми  отраслями (железнодорожный транспорт,  авиация и т. д.).

9. Получение изображений  внутренних частей непрозрачных  тел, в том числе в медицине - компьютерная томография, и на  производстве - контроль качества, не  разрушающий изделий.

10. Системы массового обслуживания  и информационно-справочные системы.  Например, системы резервирования  и продажи железнодорожных и  авиабилетов.

11. Обслуживание крупных  спортивных мероприятий - мировых  и европейских чемпионатов, Олимпийских  игр.

12. Базы данных правовой  информации (быстрый доступ к  нормативным актам, указам и  постановлениям правительства, статьям  Уголовного и других кодексов), криминалистические базы данных, хранящие сведения о преступниках  и т. д.

13. Банковские и биржевые  компьютерные системы.

14. Библиографические компьютерные  системы.

15. Подготовка различных  документов, отчетов и других  печатных материалов, рекламное  дело.

16. Компьютерная верстка  и подготовка к изданию газет,  журналов, книг.

17. Аранжировка музыкальных  произведений, цветомузыка.

18. Скульптура и архитектура.

19. Компьютерный дизайн  разрабатываемых устройств, помещений.

20. Компьютерная мультипликация  и анимация ("оживление" изображений  – воспроизведение последовательности  изображений, создающее впечатление  движения).

21. Машинный перевод с  различных естественных языков.

22. Лингвистика, расшифровка  неизвестных языков.

23. Криптография – шифрование  и расшифровка документов, доступ  к которым должен быть ограничен.

24. Компьютерная геодезия  и картография.

25. Обучающие, тестирующие  и контролирующие программы.

26. Цифровая аудио- и видеозапись.

27. Новые средства связи,  базирующиеся на локальных и глобальных сетях.

Также необходимо упомянуть  еще об одной, весьма специфической  области "применения" информационных технологий. Практически одновременно с появлением персональных компьютеров  и ростом популярности компьютерных сетей появились программы, которые  были названы компьютерными вирусами. Основной целью выполнения таких  программ можно считать нанесение  вреда аппаратным средствам, программам или данным конкурентов. Важным отличительным  признаком вирусов является их способность  к самораспространению, которое  позволяет вирусам за небольшой  промежуток времени "заразить" большое  количество компьютеров и нанести  максимальный вред.

 

 

 

 

 

 

2. Автоматизированные  системы

Системы автоматизированного  проектирования (САПР) предназначены  для выполнения проектных работ  с применением математических методов  и компьютерной техники. Они широко используются в архитектуре, электронике, энергетике, механике и др. В процессе автоматизированного проектирования в качестве входной информации используются технические знания специалистов, которые  вводят проектные требования, уточняют результаты, проверяют полученную конструкцию, изменяют ее и т.д.

Кроме того, в САПР накапливается  информация, поступающая из библиотек  стандартов (данные о типовых элементах  конструкций, их размерах, стоимости  и др.). В процессе проектирования разработчик вызывает определенные программы и выполняет их. Из САПР информация выдается в виде готовых  комплектов законченной технической  и проектной документации.

Автоматизированные системы  научных исследований (АСНИ) предназначены  для автоматизации научных экспериментов, а также для осуществления  моделирования исследуемых объектов, явлений и процессов, изучение которых  традиционными средствами затруднено или невозможно.

В настоящее время научные  исследования во многих областях знаний проводят большие коллективы ученых, инженеров и конструкторов с  помощью весьма сложного и дорогого оборудования. Большие затраты ресурсов для проведения исследований обусловили необходимость повышения эффективности  всей работы. Эффективность научных  исследований в значительной степени  связана с уровнем использования  компьютерной техники.

Компьютеры в АСНИ используются в информационно-поисковых и экспертных системах, а также решают следующие  задачи: управление экспериментом; подготовка отчетов и документации; поддержание  базы экспериментальных данных и  др.

В результате применения АСНИ возникают следующие положительные  моменты: в несколько раз сокращается  время проведения исследования; увеличивается  точность и достоверность результатов; усиливается контроль за ходом эксперимента; сокращается количество участников эксперимента; повышается качество и  информативность эксперимента за счет увеличения числа контролируемых параметров и более тщательной обработки  данных; результаты экспериментов выводятся  оперативно в наиболее удобной форме  — графической или символьной

Базы знаний и  экспертные системы.

База знаний (knowledge base) - совокупность знаний, относящихся к некоторой предметной области и формально представленных таким образом, чтобы на их основе можно было осуществлять рассуждения. Базы знаний чаще всего используются в контексте экспертных систем, где с их помощью представляются навыки и опыт экспертов, занятых практической деятельностью в соответствующей области (например, в медицине или в математике). Обычно база знаний представляет собой совокупность правил вывода.

Экспертная система —  это комплекс компьютерного программного обеспечения, помогающий человеку принимать  обоснованные решения. Экспертные системы  используют информацию, полученную заранее  от экспертов - людей, которые в какой-либо области являются лучшими специалистами.