Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 4. Микрокомпьютеры (1987) (1092084), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Рассматриваются некоторые проблемы программирования и связи с компьютерной системой. Эта система может быть весьма простой и управлять какими-либо процессами на битовом уровне, а может быть сложной по структуре и обрабатывать большие массивы данных административно-управленческого характера, как, например, в банках, страховых обществах и на предприятиях. Более развитые системы снабжаются ббльшим количеством стандартных программ, а все их связи с внешним миром осуществляются прн помощи терминалов и принтеров.
Специальные программы, расширяющие возможности технических средств ЭВМ, называются операционными системами; здесь мы снова сталкиваемся с одним из специальных терминов, который содержит слово «система». Правда, здесь это слово имеет совсем другой смысл по сравнению со словом «система» в терминах «организационно-производственная система» нли «компьютерная система». Термин «анализ» на языке специалистов по вычислительной технике охватывает различные понятия, относящиеся к системам. Сиегемныа анализ В последующих разделах сначала будет детально рассмотрено понятие системного анализа в сфере органнзационно-производственных отношений.
Наблюдая, какие сложные операции выполняются человеком, трудно понять, каким образом ЭВМ с ее довольно простыми логическими функциями заменяет человека при выполнении этих сложных операций. Все организационно-производственные процессы базируются на трех основных функциях — И, ИЛИ и НЕ. Более сложные функции получаются с помощью сложных связей между этими элементарными функциями. При рассмотрении комбинационных функций мы имели дело, например, с функциями выбора, распределения, суммирования, кодирования и декодирования, которые действительно можно выразить через функции И, ИЛИ и НЕ. Сложная функция по существу определяется способом осуществления связей между И, ИЛИ, НЕ.
Известно, например, что современные микроЭВМ, которые размещаются на одном кристалле, имеют набор команд, содержащих элементарные логические функции. Как и в случае комбинационной логики, с помощью этих элементарных функций микроЭВМ реализует более сложные функции используя соответствующие связи. Эти связи определяются программой. Приведем для иллюстрации некоторые примеры. Например, чтобы связать А и Р, можно использовать существующие связи между А и В, В и С, С и Р.
Эти связи могут быть магистральными. Указанные выше три участка соединяются в следующем порядке: А с В, затем В с С и, наконец, С с Р. На практике магистральная связь представляет собой соединение разных шин. Такие соединения встречаются и в ЭВМ, где они задаются и описываются командой МОУ. Команды МОЧ вЂ” это эле. ментарные приказы, которые осуществляют передачу данных либо между регистрами, либо между регистром и ЗУ. Их можно сравнить с функцией курьера какой-лнбо конторы, который переносит документы с одного места в другое, а также копии счетов в архив. Например, когда бухгалтер просит курьера принести копию документа из архива, то такая просьба тоже аналогична команде МОЧ.
Как видно, каждый раз курьеру указывается адрес», по которому он выполняет команду МОЧ. Элементарными функциями являются также суммирование и вычитание, с помощью которых можно реализовать такие более сложные функции, как умножение, деление и т. д. Более сложная функция умножения состоит из повторяющихся сложений и сдвигов множимого под управлением множителя; при делении имеют место повторяющиеся вычитания и сдвиги, которые продолжаются до тех пор, пока остаток от деления не 1о Глава ! станет равным нулю или не изменит знак.
Из функций суммирования, вычитания, умножения и деления можно скомбинировать другие, еще более сложные функции, которые могут применяться в более сложных расчетах. Если применить вышеприведенные рассуждения к людям, то можно заметить, что сразу после рождения человек не может использовать все свои части тела по прямому назначению. Сначала он учится ими владеть, т. е. фактически «программирует» свои последующие действия. Подрастая, он учится говорить, приобретает необходимый опыт поведения в обществе и идет в школу. Фактически в период от рождения до совершеннолетия человек разрабатывает и использует определеннь;е программы поведения, которые обеспечивают ему возможность оптимального функционирования в обществе.
ЭВМ и различные автоматы являются по существу роботами, заменяющими человека при выполнении различных операций. По этой причине ЭВМ и автоматы можно рассматривать и анализировать точно так же, как это делается по отношению к человеку в обществе.
Однако для включения ЭВМ и автоматов в процессы производства и управления необходимо сначала понять логику таких процессов. Прежде чем разрабатывать конструкцию робота, который должен реализовать определенную функцию, следует детально проанализировать эту функцию. Организационно-производственные процессы описываются сложными функциями, которые основываются на элементарных функциях типа И, ИЛИ и НЕ. Это утверждение сначала кажется малоправдоподобным, потому что в этой сфере мы не встречаем функций в столь простой и ясной форме, а гораздо чаще имеем дело с более сложными функциями типа кодирования, декодирования, выбора и распределения.
Однако эти более сложные функции действительно сводятся к элементарным функциям, между которыми существуют логические связи. В математике эти связи более ясные, потому что здесь с помощью строгих доказательств можно показать, что комбинации элементарных функций действительно являются сложными функциями и что полученное соотношение между входными и выходными переменными правильное. Аналогичная ситуация наблюдается и в химии, где строго доказывается, что, например, соединение Н, и О дает Н»О, т. е.
воду. В случае системного анализа мы действуем в основном в обратном направлении. Известна определенная сложная функция; для реализации этой функции с помошью робота ее необходимо прежде всего разложить на элементарные функции, эквиваленты которых имеются как в комбинационной логике, так и в программном обеспечении ЭВМ. Комбинационная ло- Сиегемнвйе анализ гика охватывает как элементарные функции типа И, ИЛИ, НЕ, так и сложные функции типа выборки, распределения и кодирования.
В случае ЭВМ элементарная функция может быть реализована с помощью лишь одной команды, однако и здесь встречаются сложные функции, для которых составляются подпрограммы. Под подпрограммой понимается некоторая специальная программа, например для расчета зарплаты, вычисления тригонометрических функций, логарифмов и т. д. Для проведения системного анализа необходимо располагать сведениями о ходе протекания различных процессов и об элементах комбинационной логики и аппаратурного обеспечения ЭВМ. Специалист по системному анализу требует детального описания данного процесса от того, кто дает ему задание на автоматизацию этого процесса.
Разделение на элементарные функции, которые имеют соответствующие аналоги в комбинационной логике или в программном обеспечении ЭВМ, является вопросом профессионального мастерства. В повседневной жизни мы все время сталкиваемся с системным анализом и с задачей разложения сложных функций на элементарные. Рассмотрим пример изготовления такого функционального обьекта, как ящик.
В рамках системного анализа, который используется уже на стадии планирования, мы задаем следующий первый вопрос: какие материалы и какие соединительные элементы понадобятся при изготовлении ящика? Детализируя этот вопрос, уточняем — какие измерения необходимо сделать? Ответив на эти два вопроса, переходим к следующему — где можно приобрести требуемые материалы? Намечаются способы решения задачи поставок.
Планирование — это половина работы. Только после того как будет составлен точный план, можно приступить к изготовлению ящиков. В идеальном случае составленный план обеспечивает программу действий в определенном порядке, так как сначала нужно заготовить доски, а затем склеивать ящик, а не наоборот. Такой подход кажется вполне логичным и трудно понять, зачем здесь нужен еше какой-то специальный системный анализ.
Если имеется набор необходимых инструментов, то их нужно правильно применять на каждом этапе процесса изготовления ящика. Однако если вы не уверены, какой именно инструмент вам понадобится на следующем этапе работы, то следует воспользоваться системным анализом. Подобная ситуация возникает, например когда необходимо смонтировать ТВ-антенну на крыше дома. Может случиться так, что монтажник, находящийся на крыше, вдруг поймет, что ему нужно взять еше один инструмент, который в данный момент лежит на земле.
Из подобных ситуаций следует, что если вы Глава 1 12 занимаетесь монтажом ТВ-антенн от случая к случаю, то лучше начать эту работу с планирования, т. е. воспользоваться вначале бумагой и карандашом. То же самое может произойти с планом проведения отпуска.
Отпуск следует тщательно спланировать, чтобы не терять время на непредвиденные обстоятельства. Как известно, производственная деятельность также состоит из отдельных этапов и порядок, в котором они должны проводиться, т. е. график работ, тоже необходимо тщательно планировать. Перед началом работ процесс производства анализируется и составляется программа его реализации; при этом существенную роль играют такие элементы, как закупки и складирование деталей и материалов, обеспечение необходимого числа работников, проверка качества готовой продукции и обеспечение требуемой упаковки — все они должны быть спланированы совершенно четко. Такая схема производственной деятельности позволяет легко понять, на какие этапы (операции) можно разделить процесс изготовления продукции и пригодны ли определенные этапы для дальнейшей автоматизации, например, такие, как закупка материалов, продажа и управление запасами.
Специалист по системному анализу должен исследовать, имеет ли техника автоматизации методы и средства, необходимые для решения соответствующей задачи, и как реализовать эти методы с помощью простых или более сложных функций. 1.2. Автоматизация управленческой деятельности Рассмотрим в качестве примера автоматизацию управленческой деятельности на фабрике — изготовителе бумажных мешков, размеры которых соответствуют определенным стандартам. Многочисленные заказы на бумажные мешки по почте доставляются на фабрику, где они проходят этап инвентаризации.
При этом выписываются требования (формуляры) на продукцию с указанием размеров изделий, сорта бумаги, необ. ходимого количества мешков и т. д. Один экземпляр формуляра остается у администрации, а другой отправляется в отдел снабжения, который сортирует заказы по размерам иэделий, сорту бумаги и виду этикетки. Каждую неделю на основе имеющихся заказов составляется производственная программа, целью которой является максимально эффективная загруз~ а парка машин предприятия. На основании подготовленного общего плана для каждой машины составляется недельная программа выпуска готовых изделий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
