В САУ все операции, связанные с процессами управления (сбор и обработка информации, формирование управляющих команд, воздей­ствие на управляемый объект), происходят автоматически, без непосредственного учас­тия человека.

Устройства автоматического управления стали создаваться задолго до появления первых ЭВМ. Как правило, они осно­ваны на использовании каких-либо физических явлений. Например, автоматический регулятор уровня воды в баке основан на выталкивающем действии воды на поплавок ре­гулятора; автоматические предохранители в электрических сетях основаны на тепловом действии электрического тока; система автоматического регулирования освещенности в помещении использует явление фотоэффекта и т.п.

В последние годы возникает концепция распределенных систем управления народным хозяйством, где предусматривается локальная обработка информации. Для реализации идеи распределенного управления необходимо создание для каждого уровня управления и каждой предметной области автоматизированных рабочих мест (АРМ) на базе профессиональных персональных ЭВМ.

Анализируя сущность АРМ, специалисты определяют их чаще всего как профессионально-ориентированные малые вычислительные системы, расположенные непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные для автоматизации их работ.

Для каждого объекта управления нужно предусмотреть автоматизированные рабочие места, соответствующие их функциональному назначению. Однако принципы создания АРМ должны быть общими: системность, гибкость, устойчивость, эффективность.

Согласно принципу системности АРМ следует рассматривать как системы, структура которых определяется функциональным назначением.

Принцип гибкости означает приспособляемость системы к возможным перестройкам благодаря модульности построения всех подсистем и стандартизации их элементов.

Принцип устойчивости заключается в том, что система АРМ должна выполнять основные функции независимо от воздействия на нее внутренних и внешних возможных факторов. Это значит, что неполадки в отдельных ее частях должны быть легко устранимы, а работоспособность системы - быстро восстановима.

Эффективность АРМ следует рассматривать как интегральный показатель уровня реализации приведенных выше принципов, отнесенного к затратам по созданию и эксплуатации системы.

Функционирование АРМ может дать численный эффект только при условии правильного распределения функций и нагрузки между человеком и машинными средствами обработки информации, ядром которых является ЭВМ. Лишь тогда АРМ станет средством повышения не только производительности труда и эффективности управления, но и социальной комфортности специалистов.

В настоящее время для интенсификации умственного и управленческого труда специалистов различных профессий разрабатываются и получают широкое распространение АРМ которые функционируют на базе ПЭВМ.

Накопленный опыт подсказывает, что АРМ должен отвечать следующим требованиям:

• своевременное удовлетворение информационной и вычислительной потребности специалиста.

• минимальное время ответа на запросы пользователя.

• адаптация к уровню подготовки пользователя и его профессиональным запросам.

• простота освоения приемов работы на АРМ и легкость общения, надежность и простота обслуживания.

• терпимость по отношению к пользователю.

• возможность быстрого обучения пользователя.

• возможность работы в составе вычислительной сети.

Обобщенная схема АРМ представлена на рис. 1

Рис 1. Схема автоматизированного рабочего места.

Профессиональная ориентация АРМ определяется функциональной частью ПО (ФПО). Именно здесь закладывается ориентация на конкретного специалиста, обеспечивается решение задач определенных предметных областей.

При разработке ФПО очень большое внимание уделяется вопросам организации взаимодействия “человек-машина”. Пользователю интересно и увлекательно работать на ЭВМ только в том случае, когда он чувствует, что он занимается полезным, серьезным делом. В противном случае его ждут неприятные ощущения. Непрофессионал может почувствовать себя обойденным и даже в чем-то ущемленным только потому, что он не знает неких “мистических” команд, набора символов, вследствие чего у него может возникнуть глубокая досада на все программное обеспечение или служителей культа ЭВМ.

Анализ диалоговых систем с точки зрения организации этого диалога показал, что их можно разделить (по принципу взаимодействия пользователя и машины) на:

• системы с командным языком

• “человек в мире объектов”

• диалог в форме “меню”

Первыми появились программные средства для автоматизации труда технического персонала, что обусловлено, вероятно, большой формализацией выполняемых ими функций. Наиболее типичным примером являются текстовые редакторы (процессоры). Они позволяют быстро вводить информацию, редактировать ее, сами осуществляют поиск ошибок, помогают подготовить текст к распечатке. Применение текстовых редакторов позволят значительно повысить производительность труда машинисток.

Хотя современное ФПО отвечает почти всем требованиям, налагаемых на него работниками различных профессий, чего-то все равно всегда не хватает. Поэтому большим плюсом такого ПО является возможность его доработки и изменения. Что же касается разработки новых программных средств в АРМ, то она ведется по двум направлениям: создание нового ПО для новых профессий и специализация ПО для существующих профессий. В настоящее время наблюдается тенденция перехода к созданию АРМ профессионального назначения. Оно выражается в следующем:

• учет решаемых задач

• взаимодействие с другими сотрудниками

• учет профессиональных привычек и склонностей

• разработка не только ФПО, но и специальных технических средств (мышь, сеть, автоматический набор телефонных номеров и пр.)

Оснащение специалистов такими АРМ позволяет повысить производительность труда учрежденческих работников, сократить их численность и при этом повесить скорость обработки экономической информации и ее достоверность, что необходимо для эффективного планирования и управления.

Современная техническая база автоматизированных систем и информационных технологий

Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из нескольких блоков:

• системного блока;

• клавиатуры и мышки;

• монитора - для отображения информации.

Компьютеры выпускаются и в портативном варианте - в "наколенном" (лэптор) или "блокнотом" (ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус: системный блок спрятан под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.

Хотя из этих частей компьютера системный блок выглядит наименее эффектно, именно он является компьютером .В нем располагаются все основные узлы:

• электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройства и т.д.);

• блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;

• различные дисковые накопители для гибких дисков, жестки магнитный диск, (винчестер). CD-ROM и др.

Периферийные устройства

К системному блоку компьютера IBM PC можно подключать различные устройства ввода-вывода информации, расширяя тем самым его функциональные возможности. Многие устройства подсоединяются через специальные гнезда (разъемы),находящиеся обычно на задней стенке системного блока компьютера. Кроме монитора и клавиатуры, такими устройствами являются:

• принтер - для вывода на печать текстовой и графической информации;

• джойстик - манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр;

Некоторые устройства могут вставляться внутрь системного блока компьютера, или подключатся снаружи например:

факс модем - для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть;

стример - для хранения данных на магнитной ленте.

Некоторые устройства, например, многие разновидности сканеров (приборов для ввода рисунков и текстов в компьютер),используют смешанный способ подключения: в системный блок вставляется только электронная плата (контроллер),управляющая работой устройства, а само устройство подсоединяется к этой плате кабелем. Основной характеристикой является разрешение и глубина цвета.

Принтеры

Матричные принтеры.

Когда говорят о матричных принтерах, обычно имеют в виду устройства ударного действия, например всем известные модели Epson, Star и Microlin.

У последовательных матричных печатающих устройств вертикальный ряд игл ( или 2 ряда), или молоточков, вколачивает краситель с ленты прямо в бумагу, формируя последовательно символ за символом. Игольчатые имеют приемлемое качество печати, невысокую цену расходных материалов и бумаги, да и самих устройств. Для этих принтеров обычно возможно использование как форматной, так и рулонной бумаги. Головка принтера может быть оснащена 9, 18 или 24 иголками.

Существуют модели принтеров как с широкой (А3), так и с узкой (А4) кареткой. Высокое качество печати достигается в режимах NLQ для 9-игольчатых (почти машинописное) и LQ - для 24-игольчатых принтеров. Скорость печати для высокопроизводительных моделей может составлять до 380 знаков в секунду. Более высокую производительность обеспечивают построчные (постраничные) матричные принтеры. Вместо маленьких точечно-матричных головок они используют длинные массивы с большим количеством игл при этом достигается скорость порядка 1500 строк в минуту. Матричные ударные печатающие устройства создают много шума, а это, согласитесь, немаловажный фактор при выборе принтера.

Струйные принтеры.

Относятся к безударным печатающим устройствам. Данные устройства работают практически бесшумно. Струйные чернильные принтеры относятся к классу последовательных матричных безударных печатающих устройств. Они же в свою очередь подразделяются на устройства непрерывного и дискретного действия. Последние же могут использовать либо пузырьковую технологию, либо пьезоэффект. Почти все современные устройства этого класса используют две последних технологии. При печати высокого качества скорость вывода не превосходит обычно 2-3 (около 200 знаков в секунду), хотя максимальные значения могут достигать даже 10 страниц в минуту. Как правило струйные принтеры позволяют эмулировать работу наиболее популярных моделей ударных устройств и поддерживать соответствующее программное обеспечение.

Лазерные и LED - принтеры.

В лазерных принтерах используется электрографический способ создания изображения - примерно такой же, как и в ксероксах.

Кроме лазерных существуют LED - принтеры, которые получили своё название из-за того, что полупроводниковый лазер в них был заменён «гребёнкой» мельчайших светодиодов.

Плоттеры.

Устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера данные в виде рисунка или графика на бумаге, называют обычно графопостроителем, или плоттером.

CD-ROM.

В начале 80-х годов голандская фирма " Philips "объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью - Это лазерные диски и проигрыватели – CD-ROM. (CD — Compact Disc, компакт–диск; ROM — Read only Memory, память только для считывания

В чем же состоит главное преимущество лазерного или компакт-диска ? Прежде всего это необычайно высокое качество звучания при воспроизведении лазерных фонграмм. Поскольку при проигрывании компакт-дисков считывающим устройством является лазерный луч, а следовательно, между ним и диском нет механического контакта, то полностью отсутствуют посторонние шумы, шуршанье и треск свойственные обычным грампластинкам.

Компакт-диск состоит из трех слоев - основного, сделанного из пластмассы, отражающего, выполненного из алюминия или серебра, и защитного - из прозрачного лака полиакрилата. Основной слой несет полезную информацию, закодированную в выжженных в нем микроскопических углублениях. Производство компакт-дисков чем то напоминает выпуск грампластинок, поскольку в обоих случаях используется метод штамповки или прессования.

В основе работы лежит явление фотоэффекта. Принцип системы считывания состоит в том, что лазерный луч диаметром 1.6 мкм направляется на поверхность компакт-дика, вращающегося с большой скоростью. Отражаясь от нанесенных на диск углублений , луч попадает на светоприемник (фотоэлемент), который в зависимости от характеристик падающего на него света выдает очень слабые электрические сигналы различной величины, который содержит информацию в виде цифр, состоящую из нолей и единиц. Затем цифровой сигнал преобразуется в звуковой (в случае с аудио СД) и усиливается.

Очевидно что огромное число записанных на диске данных (каждый компакт-диск содержит свыше 8 миллиардов углублений ) требует исключительной точности перемещения лазерного луча. Здесь используются два дополнительных луча, получаемых с помощью призм. Система обнаружения ошибок и удерживания основного луча в центре держит и корректирует луч точно по ходу движения.

Компакт-диски (CD)используются не только для звукозаписи, но и для записи компьютерной информации. Практически все ПО для компьютеров сегодня распространяется на лазерных дисках.

CD может хранить и видеоинформацию. CD используют вместо видеокассеты, на диск записевается видеоинформация, а за тем воспроизводится с превосходным качеством !

Однако эра СD-ROM оказалась короткой — им на смену приходит DVD-ROM.

Локальные и глобальные компьютерные сети

Из нескольких автономных персональных компьютеров можно построить так называемую локальную вычислитель­ную сеть (ЛВС). Основные цели ЛВС — обмен данными между пользователями и совместное использование ресурсов вычислительной установки, а именно: дисковой памяти, про­грамм, принтеров, данных. Что дает совместное исполь­зование ресурсов? Во-первых, это экономит затраты на приобретение и эксплу­атацию аппаратных средств. Представьте, что в офисе фирмы шесть ПК, и шесть человек постоянно решают примерно оди­наковые задачи, с применением мощных профессиональных систем (текстовых процессоров, электронных таблиц, СУБД). Без сети придется иметь полные копии этих систем на всех ПК и полные копии всех информационных файлов, а это ведет к излишнему расходу дисковой памяти. Кроме того, по­надобится шесть принтеров, а если не шесть, то пользова­тель, обделенный принтером, будет испытывать постоянные неудобства и терять массу времени. Во-вторых (и это главное), совместное использование данных позволяет создавать такие системы, с которыми либо невоз­можно работать на автономных ПК, либо такая работа будет крайне неэффективной. Например, одна из основных задач производственной или коммерческой фирмы — управление своим складским хозяйством. Информационная база такой системы хранит перечень товаров, которые производит или продает фирма, классификаторы продукции, массивы при­ходных и расходных накладных, справочники покупателей, валют и т. п. У такой системы как минимум три коллективных пользователя: отдел продаж, бухгалтерия и руководство фирмы. Кто-то вводит и печатает накладные, кто-то коррек­тирует справочные данные, кто-то печатает сводные финан­совые отчеты для бухгалтерии, а кто-то (чаще дирекция) ин­тересуется выборочными складскими данными по какому-то виду товаров. Если решать эту задачу на автономных ПК, нам придется иметь несколько копий базы данных и, после обновления ин­формации, обмениваться дискетами с коллегами. Склад в по­стоянном движении, его состояние, фиксируемое базой дан­ных, меняется ежедневно, а иногда и ежечасно. Товары по­ступают и выдаются (меняется файл накладных), изменяется остаток, поступают товары новых видов и, наоборот, — исче­зают старые наименования (т. е. модифицируются справоч­ники), меняются цены и т. п. Ясно, что в таких условиях под­держивать целостность и точность нескольких копий БД про­сто невозможно. Как решает эту проблему ЛВС? Один из ПК объявля­ется главным компьютером сети. Его называют файловым сервером, файл-сервером или просто сервером (от английско­го слова «serve» — обслуживать). Остальные компьютеры объявляются рабочими станциями (или клиентами) и соеди­няются с файл-сервером (а иногда и между собой) с помощью сетевых плат и специальных кабелей. Рабочая станция может по-прежнему исполнять функции автономного ком­пьютера: она сохраняет обычные операционную и файловую системы. Однако в целом работой сети управляет специаль­ная сетевая операционная система, основная часть которой размещается на файл-сервере, но отдельные элементы име­ются и на рабочих станциях. В сеть можно включить один или несколько принтеров и другие периферийные устройст­ва. На жестком диске файл-сервера размещают основные файлы и программы информационной системы. Некоторые сети имеют несколько серверов, однако существу­ют и так называемые одноранговые ЛВС, в которых все ком­пьютеры равноправны. Сетевая ОС позволяет разграничить права доступа отдельных пользователей к ресурсам сети. Например, некоторым людям может быть запрещен доступ к обновлению системной ин­формации сети, некоторым — к чтению каких-то файлов и т.п. Защита сети — непременное условие ее работоспособности, так как неопытный пользователь может мгновенно загу­бить всю информацию на сервере. При решении таких задач, как управление складом, все со­трудники, работающие на рабочих станциях, с помощью спе­циального пароля входят в сеть и могут пользоваться одним и тем же программным обеспечением и одной и той же базой данных, которые находятся на сервере. Разумеется, конкрет­ный сотрудник может использовать не все программы систе­мы; кроме того, некоторые программы могут «проживать» на рабочей станции и обращаться к серверу за данными. Программа, которая предназначена для работы в сети, со­ставляется в целом так же, как и автономный модуль. Одна­ко, если такая программа предусматривает изменение дан­ных системы (обновление, вставка, удаление), программист должен учесть принципиально новую ситуацию: что делать, если к одним и тем же данным обращается сразу несколько пользователей. Самый простой случай — несколько человек просто читает одни и те же данные. А если один читает стро­ку таблицы, другой обновляет ее, а третий пытается удалить? Для разрешения таких конфликтов программист предусмат­ривает тот или иной механизм блокировки доступа (напри­мер, захват данных в монопольное использование перед об­новлением, а затем — освобождение данных). При создании таких механизмов следует предусмотреть возможность таких ситуаций, как длительное ожидание пользователя или даже взаимная блокировка (когда два пользователя безуспешно ждут завершения взаимно заблокированных процессов). Все задания на печать, поступающие с рабочих станций, сете­вая ОС помещает в очередь, и один и тот же сетевой принтер может последовательно печатать документы разных пользо­вателей. До недавнего времени большинство ЛВС в России работало под управлением знаменитой сетевой ОС NetWare® фирмы Novell. Сейчас многие используют Windows 95 (98) или NT.