- Разновидности АСУ
§ 5. Разновидности АСУ
В качестве разновидностей АСУ могут быть рассмотрены любые системы, которые удовлетворяют сразу двум определениям: определению АСУ (§ 2) и определению одной из рассмотренных ранее (раздел 2) разновидностей систем управления. Таким образом могут быть выделены открытые (см. также раздел 1, § 10) и развивающиеся АСУ, АИС, автоматизированные системы организационного управления (АСОУ) и т.п.
Однако ряд разновидностей систем управления принято выделять только для АСУ. Рассмотрим важнейшие из них:
1. АСУП (АСУ предприятием) - это АСУ, объектом управления в которой является процесс производства продукции на некотором предприятии и ее последующей продажи, а целью управления - готовая продукция, отгруженная предприятием покупателю. АСУ данного вида можно в свою очередь классифицировать по типам предприятий (машиностроительных, легкой промышленности, малых и т.п.), характеру производства (с непрерывным, дискретным и непрерывно-дискретным производством) и другим признакам.
2. АСУ ТП (технологическим процессом) - это АСУ, в объект управления которой (так называемый технологический объект управления - ТОУ) включаются различные технические устройства (технологическое оборудование) и основное управление сводится к управлению данными устройствами (заданию значений регулируемых параметров, переключению режимов и т.п.). Таким образом, человек в АСУ ТП взаимодействует с объектом управления только через технологическое оборудование, которое образует вместе с объектом (или управляемым процессом) так называемый технологический процесс. При управлении технологическим процессом в АСУ ТП используются автоматы, следовательно, в АСУ данного вида управление одними автоматами может осуществляться при помощи других, например, управление оборудованием ядерного реактора с помощью ЭВМ. Отметим, что подход, реализуемый в АСУ ТП, является иногда полезным, т.к. позволяет свести задачу управления каким-либо объектом к управлению оборудованием, однако, методологически небезупречным, поскольку новое состояние оборудования является все же дополнительной целью, которую не следует смешивать с основной - новым состоянием управляемого процесса (см. в этой связи раздел 2, § 3, пример б)).
3. САПР (система автоматизированного проектирования) - это АСУ, целью управления в которой является готовый проект некоторого создаваемого объекта (например, новой АСУ), а объектом управления - процесс детализации этого проекта в ходе его получения. Основное управление в САПР называется проектированием.
В приведенном определении под проектом понимается модель цели первого вида (раздел 1, § 13), которая обеспечивает человека информацией, достаточной для достижения данной цели. Вообще говоря, моделями, а, значит, и проектами могут быть любые материальные или духовные объекты, но на практике под проектом часто понимают модель исключительно в виде документа или комплекта документов на бумажном или машинном носителях.
4. АСОИУ (автоматизированная система обработки информации и управления) - это АСУ, по крайней мере одна функциональная подсистема которой является АСОИ (автоматизированной системой обработки информации). Данное определение по своему содержанию близко к определению АСУ по ГОСТ 19675-74 (§2).
5. ИАСУ (интегрированная АСУ) - это АСУ, рассматриваемая как объединение двух или более функциональных подсистем, относящихся к различным классам или разновидностям АСУ (таким, как рассмотренные выше). Иногда интегрированные АСУ некорректно обозначают как ИСАУ (интегрированные системы автоматизированного управления). Как правило, система управления на любом крупном предприятии (т.е. АСУП) является ИАСУ.
Рекомендуемые материалы
§6 Информационные системы
Термин «информационная система» употребляется обычно в двух значениях – как «система данных» или как «система обработки данных».
Определение. Информационной системой (ИС) называется:
А) система, элементами которой являются взаимосвязанные данные;
Б) система управления, объектом управления в которой являются данные, основное управление сводится к обработке этих данных, а цель управления представляет собой уже обработанные данные, выдаваемые пользователю в том или ином виде.
Таким образом, во втором случае информационная система определяется более широко, помимо самих данных она может включать и другие объекты, обеспечивающие их обработку. Так, в управляющий объект подобной системы могут входить люди, различные технические устройства (например, автоматы), модели, алгоритмы управления и др. Отметим, что программы для автоматов в принципе также могут рассматриваться как данные и храниться совместно с обрабатываемыми данными – объектом управления. Такое совместное хранение реализуется, например, в простейших экспертных системах без накопления знаний (см. далее §6).
Особо следует подчеркнуть, что многие авторы (например, В.М.Жеребин) вообще не рассматривают информационные системы как системы управления, хотя и допускают включение в их состав человека, а также различных средств обработки данных. Такие взгляды обусловлены тем, что результаты обработки любых данных не имеют самостоятельного значения, а рассматриваются как информационное сопровождение процессов управления некоторым объектом. При этом информационная система является подсистемой некоторой системы управления и реализуемая в ней обработка данных управлением не считается.
Подобная точка зрения, к сожалению, широко распостраненная как в теории, так и на практике, является ошибочной, потому что она неоправданно сужает область определения понятия "управление". Уже в "Энциклопедии кибернетики", изданной в 1974 году под редакцией В.М.Глушкова, говорится об "управлении данными" и это совершенно справедливо, поскольку любая целенаправленная деятельность людей может быть описана с помощью категорий систем управления. Обработка данных, как показывает приведенное выше определение Б), не является здесь исключением. Тот же факт, что информационная система является подсистемой некоторой системы управления, нисколько не мешает отдельному рассмотрению задач по обработке данных. Например, деятельность копировальщиков, операторов ЭВМ и даже администраторов баз данных очень мало связана с информацией, закодированной при помощи данных, и ее использованием в управлении каким-либо объектом. Между тем эта деятельность направлена на достижение определенных целей и безусловно может быть отнесена к управлению, а именно - к управлению данными.
Обработанные данные (как правило, сообщения, документы), являющиеся целью управления в информационных системах (подход Б), выдаются пользователю в различном виде: рукописном, печатном, на экране средств отображения (видеограмма или видеокадр) или даже в виде устной речи. Пример: справка в справочном бюро железнодорожного вокзала.
На управляющий объект информационной системы ограничений не накладывается: в него могут входить все те же объекты, что и в управляющий объект любой системы управления - люди, устройства, в том числе автоматы, и т.д. (см. раздел 2, §1). Отметим, что программы для автоматов также могут рассматриваться как данные и храниться совместно с обрабатываемыми данными - объектом управления. В качестве управляющего объекта может выступать один автомат или совокупность (последовательность, иерархия) взаимодействующих автоматов.
В качестве синонимов категории "информационная система" по определению Б могут быть использованы понятия "система обработки информации", "система обработки данных" и др. Если обработанные данные выдаются пользователю в форме инструкций, советов, рекомендаций, т.е. сообщений о каких-либо действиях, которые необходимо предпринять, то говорят об "информационно-инструктирующей" или "информационно-советующей" системе. Разновидностью информационных систем являются также экономические информационные системы - ЭИС (см. далее §7). Отметим, что к классу информационных систем по определению Б не относятся так называемые СУБД - системы управления базами данных, которые, несмотря на название, не могут самостоятельно реализовать управление данными: требуется их взаимодействие с пользователем, прикладными программами, операционной системой, автоматом. Поэтому каждая СУБД, представляющая собой часть системного программного обеспечения некоторой АСУ или САУ, является лишь одним из внутренних объектов (элементов) управляющего объекта информационной системы.
Отдельный интерес представляет задача хранения данных, являющаяся одной из типовых задач информационной технологии. Совокупность совместно хранящихся данных образует так называемую информационную базу. В смысле информационной базы часто понимается термин "информационная система" в определении А, если связи между ее элементами рассматриваются как связи между совместно хранящимися данными. Целью задачи хранения данных являются сами исходные данные, извлеченные из информационной базы в некоторый последующий момент времени, т.е. цель управления в информационной системе, обеспечивающей хранение данных, относится к классу целей второго вида, достижение которых (управление) сводится к отпарированию действия возмущений (раздел 1, §13). Примеры отпарирования возмущений, действующих в информационных базах: защита хранимых данных от огня, сырости, несанкционированного доступа, компьютерных вирусов и т.п.
Подобно носителям информации (раздел 1, §5) информационные базы делятся на внутримашинные (размещаемые в памяти автомата) и внемашинные (размещаемые вне автоматов). Внутримашинная информационная база называется также базой данных. База данных как информационная система по определению А представляет собой совокупность взаимосвязанных файлов данных или просто файлов , каждый из которых несет информацию о каких-либо типовых объектах. В свою очередь файл можно также рассматривать как информационную систему, элементами которой являются взаимосвязанные данные о каждом отдельном типовом объекте - записи. Отсюда следует, что принципиальной разницы между базами и файлами данных нет и иногда эти понятия используются в литературе как синонимы. В качестве примеров внемашинных информационных баз можно привести всевозможные картотеки, библиотеки, журналы регистрации, хранилища папок с документами (например, в отделе кадров) и т.п.
§ 7 Системы искусственного интеллекта как информационные системы
Системы искусственного интеллекта могут быть определены на основе двух понятий: понятия информационной системы как системы управления данными и понятия интеллектуального автомата, в качестве которого может рассматриваться в принципе любой автомат (например, ЭВМ), если только его функционирование уподобляется деятельности человеческого мозга.
Система искусственного интеллекта - это информационная система, управляющий объект которой включает интеллектуальный автомат, объектом управления является база данных, размещенная в памяти данного автомата (внутримашинная информационная база), а обработка данных организована по аналогии с мыслительными операциями в сознании человека.
Если в управляющий объект кроме интеллектуального автомата входит еще хотя бы один человек, то система искусственного интеллекта относится к классу автоматизированных информационных систем и, следовательно, является разновидностью АСУ.
Для обозначения области научных исследований и проблем, связанных с созданием систем искусственного интеллекта, используется понятие искусственный интеллект.
Основными направлениями работ по искусственному интеллекту в настоящее время являются:
1. Когнитивное моделирование или построение различных моделей работы человеческого мозга и его отдельных функций. Например, это построение так называемых нейронных сетей, имитирующих свойства нервной системы как системы взаимосвязанных нервных клеток (нейронов). Большое внимание уделяется также моделированию нейронных структур рецепторных органов низших животных.
2. Разработка систем искусственного интеллекта для практического применения – в целях обучения, диагностики, прогнозирования и т.п. Например, широкое применение системы искусственного интеллекта нашли в медицине, обеспечивая обработку данных от датчиков диагностического оборудования, постановку диагноза и определение курса лечения.
3. Разработка средств общения с ЭВМ на естественном языке (для машин пятого поколения). Здесь выделяются четыре ключевые проблемы:
Бесплатная лекция: "Дыхание растений" также доступна.
а) машинный перевод – использование компьютеров для перевода текстов с одного языка на другой;
б) поиск данных – обеспечение с помощью компьютеров доступа к данным по конкретной тематике, хранящимся в большой базе данных. В настоящее время возможен только поиск по ключевым словам, но не по контексту или аналогии;
в) генерация документов – применение компьютеров для преобразования документов определенной формы в эквивалентные документы другой формы;
г) взаимодействие с компьютером – организация диалога между неподготовленным пользователем и компьютером (распознавание речи).
4. Обработка визуальной информации (распознавание образов). Сущность задачи распознавания образов заключается в отображении множества визуальных входных сигналов на множество решений, при котором каждому подмножеству множества сигналов, задающему некоторое изображение, ставится в соответствие одно решение. Другими словами, задачу распознавания образов можно понимать как задачу классификации изображений, при которой различным изображениям одного класса соответствует один «распознаваемый» образ в сознании человека.
5. Разработка экспертных систем – до недавнего времени это направление считалось главным направлением работ по искусственному интеллекту. Подробнее его содержание излагается ниже.
