CC BY
42
онной голографической решетки. Таким образом, весьма актуальной становится задача получения голографической дифракционной решетки с заранее заданными параметрами. Это становится возможным, если рассматривать голограмму при записи как слоистую структуру типа: диэлектрик - диэлектрик - проводник, накладывая граничные условия на электромагнитное поле в средах [1] и применяя затем матричный метод определения компонентов поля [2]. Полученные результаты позволяют с требуемой точностью, используя современные средства получения и обработки информации, определить распределения поля в слоистой структуре (голограмме), что дает возможность записывать голограммы с требуемыми характеристиками. Это обеспечивает увеличение отношения сигнал/шум в оптической открытой системе передачи информации в несколько раз.
Такого типа голографические дифракционные решётки использованы нами в лазерном интерферометре, который используется как передатчик сигнала в канале оптической связи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гольштейн Л.Д. Электромагнитные поля и волны. М.: Советское радио. 197!.
662с.
2. Наследышев А.Г., Сизов В.П., Тимофеев С.И., Чернов А.А. Применение ЭВМ к
решению задач строительной механики. ч.З, МО РФ. 1992. 165 с.
УДК 681.3:658.012.011.56
О.Н.Пьявченко
КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫЕ ТЕХНОГЕННЫЕ КОМПЛЕКСЫ -БАЗОВЫЕ ОБЪЕДИНЕНИЯ ПОСТИНДУСТРИАЛЬНОГО ОБЩЕСТВА
В конце 2000 г. исполнилось 55 лет со времени создания под руководством Дж. Маучли первой электронной вычислительной машины ЭНИАК, предшествовавшей промышленным ЭВМ 1-го поколения [1]. Сегодня трудно переоценить значение факта рождения ЭВМ ЭНИАК для развития человечества, хотя уже первые ЭВМ были по достоинству оценены прежде всего разработчиками ракетно-ядерного оружия, аэрокосмической техники и писателями-фантастами.
По мере совершенствования конструктивно-технологической базы и программного обеспечения вычислительная техника (ВТ) превратилась в один из мощнейших рычагов и катализаторов развития современной цивилизации. Наиболее значимый рост роли ВТ начался в конце 70-х - начале 80-х годов, когда появились выполненные на микропроцессорах [2] доступные массовому пользователю дешевые и малогабаритные микроЭВМ, в короткие сроки превзошедшие по вычислительной мощности ЭВМ третьего поколения [3].
Сегодня мы являемся свидетелями расширения приложений и роста темпов применения микропроцессоров и микрокомпьютеров (микроконтроллеров) в тяжелой и легкой промышленности, энергетике, телекоммуникациях, связи, на транспорте, в сельскохозяйственной технике, на аэрокосмических летательных аппаратах, в городских и поселковых коммунальных хозяйствах, в бытовых машинах и приборах и т.д. В то же время компьютеризация оказывает радикальное влияние на производственные, сервисные, административные, военные и др. организационные структуры, повышая эффективность и улучшая качество их функционирования.
Целью настоящей работы является обсуждение влияния внедрения компьютерных технологий на макроструктуру и характер отношений в современных производственных комплексах.
1. Техногенные комплексы-основа развитого индустриального
общества
В результате промышленной революции сложился особый тип цивилизации - техногенная цивилизация, представляющая собой социокультурную систему, определяемую состоянием развития техносферы. В этой цивилизации техносфера, как совокупность технических средств инструментальных творений, занимает не только приоритетное место, но и кардинально влияет на человека, подчиняя его своей эволюции [4].
Основу развитого индустриального общества составляют описываемые кортежем
< О., Л, Т >
разнообразные промышленные техногенные комплексы (ТК), компонентами которых являются управляемые объекты (процессы) О, люди Л, техника и технологии Т, участвующие в реализации общей целевой функции, направленной на достижение желаемого состояния управляемых объектов (процессов).
В макроструктуре ТК (рис.1) дуги указывают на наличие подчиненных единой целевой функции устойчивых отношений между людьми Л, между техни-ческо-технологическими компонентами Т, между людьми Л и техникотехнологическими компонентами Т, между технико-технологическими компонентами Т и объектами (процессами) управления О.
Рис.1
Характерной особенностью ТК является сохранение непосредственных производственных отношений между людьми и отношений между ними и объектами (процессами) через технических посредников. В то же время ослаблена либо отсутствует непосредственная связь между людьми и объектами (процессами).
В качестве примеров техногенных комплексов можнс! сослаться на металлургические, машиностроительные, авиационные и др. предприятия первой половины XX века. В то время на этих предприятиях преобладало слабоавтоматизированное производство, наличие большого количества рабочих на основном производстве и служащих вспомогательных подразделений, а также служб управления. В управлении нашла распространение многоуровневая иерархическая организационная структура, которая базировалась на применении стрелочных измерительных приборов, электромеханических, пневматических и др. регуляторов, щитовых пультов управления, мнемонических электрических схем отображения состояния процессов, телефонных коммутационных систем и т.д. Из-за отсутствия эффективных, удобных и дешевых средств сбора, обработки, хранения и отображения информации, телекоммуникаций и связи управление отличалось громоздкостью, инерционностью и, соответственно, запаздыванием в информировании верхних уровней о состоянии производственных процессов из-за недостаточного быстродействия и функциональных возможностей технических средств. Внедрение в управление и производство электроники и вычислительной техники привело в течение последних 15-20 лет к кардинальному изменению техногенных комплексов.
2. Разновидности компьютеризированных техногенных комплексов
Техногенной цивилизации присуще быстрое развитие техники и технологии благодаря систематическому использованию научных знаний как в производстве, так и в самых разнообразных сферах человеческой деятельности.
Во второй половине XX века в индустриально развитых странах началась научно-техническая революция, которая с конца 80-х годов вступила в стадию информационно-технологической революции. Материальной основой информационно-технологической революции явилась конвергенция компьютерных, полупроводниковых и коммуникационных технологий.
Информационные технологии [5] охватывают всю вычислительную технику, технику связи, промышленную электронику и все в большей степени бытовую электронику, телевидение и радиовещание. Они находят применение в промышленности, торговле, управлении, образовании, медицине и технике, служат подспорьем людям свободных профессий и домохозяйкам. С каждым годом все больше и больше людей работают с информацией и знаниями, а не с материальными объектами. Такая деятельность поддерживается корпоративными, поселковыми, городскими, районными, региональными, государственными и межгосударственными компьютерными сетями.
В информационном обществе инфраструктура - это способ организации распространения и распределения информации на основе появления и развития новых средств ее накопления, обработки и распространения.
Основными организационными объединениями в информационном обществе являются компьютеризированные техногенные комплексы (КТК). КТК можно разделить на классы А, Б и В в зависимости от того, являются ли объектами управления информационные или материальные продукты.
КТК класса А характеризуется кортежем
< Од, Л, Кд, 1 д > и имеет макроструктуру, представленную на рис.2.
В состав К'ГК входят: 0А - информационные объекты; люди Л - производители и потребители информационных продуктов; КА - компьютерные средства и технологии; ТА - технические и технологические коммуникационные средства распространения и распределения информации.
Характерной для КТК является система базовых отношений:
1) между людьми Л и компьютерными средствами, а также компьютерными технологиями КА;
2) между компьютерными средствами, а также технологиями КА и информационными объектами 0А;
3) между компьютерными средствами, а также технологиями КА и коммуникационными средствами ГА;
4) между разнообразными компьютерными средствами и технологиями КА;
5) между коммуникационными средствами ТА;
6) между коммуникационными средствами ТА и информационными объектами 0А;
7) между информационными объектами Оа.
В то же время в КТК сохраняются традиционные отношения:
8) между людьми Л вне компьютерной среды КА;
9) между людьми Л и коммуникационными средствами ТА (телефон, телеграф, обычная почта);
10) между людьми Л и информационными объектами 0А.
Однако эти отношения уступают по объему базовым, и поэтому имеет место их сокращение в общем объеме отношений.
Наглядными примерами КТК класса А являются фирмы - издатели электронных газет и журналов и телекомпании. В обоих случаях объектом сбора, хранения и обработки является информация. Электронные газеты и журналы рас-' пространяются через сеть ШепШ. В телекомпаниях информация представляется в форме электронных записей на носителях и доводится до потребителей через телеканалы в виде изображений и звуков. В процессе производства используется современное компьютерное, радиоэлектронное, телекоммуникационное оборудование. При этом персонал фирмы активно воздействует на информацию при помощи компьютерных средств, придавая ей желаемые характер и форму. Система управления в достаточно крупных фирмах - многоуровневая иерархическая и строится на основе компьютерных сетей. Основные уровни: нижний - операторы и корреспонденты, средний - руководители направлений (отделов), верхний -руководство фирмой.
Компьютерные техногенные комплексы класса Б ориентируются на производство материальных объектов и описываются кортежем
<0, Л, Кб, 1 б>.
Их макроструктура (рис.З) отличается от макроструктуры КТК класса А (рис.2) объектами управления О, компьютерными средствами и технологиями КБ, техническими и технологическими компонентами Тв (ТБ = Т’^ТА), в состав которых входят технические и технологические компоненты Т и коммуникационные средства ТА, а также отношениями между компонентами.
Такие КТК характеризуются отсутствием непосредственных отношений между компьютерными средствами и технологиями Кб, с одной стороны, и объектами (процессами) О, с другой стороны. Объясняется это тем, что компьютерные средства и технологии оперируют двоично-кодированными числами и символами, которые не могут быть непосредственно сняты с материальных объектов или посланы на них устройствами ввода/вывода компьютера. Для преобразования такой информации на практике применяются специальные технические средства и технологии - устройства связи с объектом, которые обеспечивают сопряжение компьютеров с объектами управления (наблюдения).
Рис.З
В остальном макроструктура КТК класса Б (рис.З) совпадает с макроструктурой К'ГК класса А (рис.2).
Примерами КТК класса Б являются современные промышленные предприятия, в которых сетевые компьютерные средства составляют основу автоматизации не только технологических процессов нижнего уровня, но и управленческой деятельности на более высоких уровнях управления.
На этих уровнях используются различные компьютерные средства, объединенные в промышленные и локальные сети, поддерживающие информационное пространство в пределах производства.
Наконец, в постиндустриальном обществе получают также развитие КТК класса В, представляемые кортежем
< Ов> Л, Кв, Тв>
и сочетающие признаки КТК классов А и Б. Для КТК класса В характерны объекты Ов, являющиеся совокупностью технических, технологических и информационных объектов (Ов = Ои 0А), совокупностью Тв технических и технологических средств КТК обоих классов АиБ (Тв = ТА и ТЕ) и отношения, такие же как в макроструктуре КТК класса А.
Структура и организация функционирования КТК класса В обеспечивает реализацию процессов сбора, накопления и обработки информации и процессов производства материальных объектов, как это имеет место в КТК класса Б. Однако в КТК класса В информационные объекты являются такими же полноправными результатами производства, как материальные.
К КТК класса В могут быть отнесены фирмы - издатели газет, журналов, книг и т.д., имеющие свое производство печатной продукции. В качестве таковых можно рассматривать также соединения и части МЧС, задачами которых являются ликвидация последствий аварий и катастроф на основе мониторинга территорий и особо опасных предприятий. Под этот класс попадают также воинские части, оснащенные развитыми средствами разведки, компьютеризированного управления подразделениями. В них информация о состоянии своих частей и частей противника постоянно поступает командирам различных уровней и затем используется для дезинформации противника и управления своими подразделениями и материально-техническими ресурсами.
Таким образом, порожденная НТР компьютеризация приводит к появлению новых классов техногенных комплексов, включающих новые компоненты и отношения между ними. В то же время компьютеризация кардинально влияет на улучшение функциональных возможностей техногенных комплексов, благодаря более эффективной реализации ключевых процедур управления [6,7]:
1. Высокоточное наблюдение и управление множеством параметров объектов (процессов) в темпе реального времени.
2. Интегральная оценка состояния объектов (процессов) по значениям множества параметров с позиции идентификации влияния этого состояния на тактику и эффективность функционирования ТК, на его работоспособность, безопасность жизнедеятельности персонала, экологическую безопасность и г.д.
3. Предоставление персоналу ТК по результатам оценки состояний объектов рекомендаций по их корректировке с учетом особенностей объектов (процессов), в рамках нормативных документов, с использованием опыта персонала.
4. Компьютерная поддержка принятия решений персоналом ТК на основе результатов оценок состояний объектов (процессов) с учетом имеющихся рекомендаций, нормативных ограничений и практического опыта.
5. Оптимизация диспетчеризации работы участков и техникоэкономического управления.
6. Оптимизация количественных и качественных показателей работы техногенных комплексов.
7. Рефлексия - анализ осуществленной деятельности, направленной на выявление причин затруднений и коррекцию способа деятельности.
Благодаря компьютеризации повышается интеллектуальный уровень функционирования техногенных комплексов, т.к. не только качественно улучшается информационное обеспечение, но и увеличивается степень профессионализма и рационализма деятельности людей. В совокупности это оказывает определяющее влияние на эффективность функционирования техногенных комплексов и общества в целом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Апокин И.А., Майстеров Л.Е. Развитие вычислительных машин.- М.: Наука, 1974. 399 с.: ил.
2. Сорокин С.A. Intel - начало всех начал // СТА. - М, 1999. № 1. С.52-61.
3. Джермейн К. Программирование на IBM/360. Пер. с анг л. под ред. B.C. Штаркмана. -М.: Мир, 1973.870 с.: ил.
4. Ленк X. Размышления о современной технике: Учебник для вузов / Ин-т "Открытое общество"; Пер. с нем. под ред. Степина B.C.- М.: Аспект Пресс, 1996. 183 с.
5. Шафрин Ю.А. Информационные технологии. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1998. 700 с.
6. Потапова Т.Б. Структурный анализ системы управления непрерывным замкнутым производством // Приборы и системы управления. - М, 1999. № 12. С. 16-24.
7. Пьяеченко О.Н., Клевцов СИ. Организация распределенных микрокомпьютерных систем контроля и управления сложными промышленными комплексами // Наука производству. - М, 2000. № 9 (34). С.22-25.
УДК 681.142
В.А.Балыбердин, В.В.Иванов, О.А.Степанов
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В БОЛЬШИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
В работе излагается методологический подход к оптимизации информационных технологий распределенной обработки данных, основанный на реализации
