1.2 Есептеуіш техника құралдарын пайдаланып ақпаратты өндеу және басқару жүйелерін әзірлеу. Компьютерлік жүйелердің ақпаратты өндеу және басқару әдістері мен міндеттері
5В070200 «Автоматтандыру және басқару» мамандығы саласында компьютерлік технологиялар кең қолданылады, сонымене қатар, бағдарламалау технологиялардың түрлі әдістері зерттеліп пайдаланылады. Автоматтандыру және басқару саласындағы негізгі түсініктер мен ұғымдарды қарастырайқ.
Басқару. Басқару ұғымы қоғам мен түрлі ұйымдарда, қоғамдық-мемлекеттік тіршілікте, әсіресе қазіргі заманғы жүйелі-кибернетикалық ғылымдарда фундаменталды ұғымдардың бірі болып табылып, өз маңыздылығы бойынша философиялық категорияларға жақын.
Кез-келген басқару үрдісінің міндеті – басқару объектісіне мақсаттылық өзара әрекеттесулерді ұйымдастырып жүзеге асыру болып табылады. Басқару үрдісі объектті қалаулы қалып-күйге өткізу мақсатында шараларды іздестіріп жүзеге асыру болып табылады.
Басқару ұғымы «басқару объектісі», «әсер ету», «мақсат», «объекттің жұмыс жасау алгоритмі», «басқару алгоритмі» сияқты ұғымдармен байланысты.
Басқару объектісі – берілген жағдайда оның қалып-күйі субъектті қызықтыратын және субъект оған мақсаттылық әсерін тігізе алатын қоршаған ортаның бір бөлігі (сурет 1.1). Басқару объектісін ерекшелегенде кемінде екі шарт орындалуы тиіс:
объектке әсер тигізуге болады;
бұл әсер бізді объектке қойылатын мақсаттарға жақындатуы, яғни оның қалып-күйін біздің қалаған бағытта өзгертуі мүмкін.
X – ортаның объектке әсерін тигізу арнасы; Y – объекттің ортаға әсерін тигізу арнасы; U – басқарудың объектке әсерін тигізу арнасы
Сурет 1.1 Басқару объектісі және оның орта және басқарумен өзара әрекеттесуі.
Басқару объектілерге келтірілетін мысалдар саны өте көп. Біздің мамандық саласында әдетте ол технологиялық (түрлі заттарды өндіру және с.с.), телекоммуникациялық, кеңселік және с.с. үрдістер.
Кез келген басқару үрдісінің бірінші кезеңі басқару объектісін ерекшелеп алу және әсер ету X,Y,U арналарын анықтау болып табылады.
Басқару есептерін шешу барысында «әсер ету» ұғымы тек ақпараттық мағынада қарастырылады. Басқару объектісін және әсер ету арналарын ерекшелеу тек басқарудың берілген мақсаты көз қарасынан орындалуы керек.
Басқару мақсаты – оларды басқару объектісі қанағаттандыруы тиіс болатын шарттарғ қасиеттер мен талаптар жиынтығы. Мақсат корректілі тұжырымдалған және техникалық тұрғыда жүзеге асырылатын кейбір критерий деп айтқан дұрыстау болады.
Басқару алгоритмі – басқару объектісінің нақтылы қалып-күйі белгілі болған жағдайда мақсаттылық әсер етуді (басқаруды) қалыптастыруға (синтездеуге) мүмкіндік беретін ережелер, әдістер және тәсілдер жиынтығы. Басқа сөзбен айтқанда, басқару алгоритмі түрлі ситуацияларда басқару мақсаттарына қалай жету керек екендігі туралы нұсқау болып табылады. Басқару алгоритмінің бар болуы кез келген басқару жүйенің тіршілік етуінің қажетті шарты болып табылады.
Басқару объектісі мен басқару алгоритмін жүзеге асыратын басқарушы құрылғыны біріктіру арқылы басқару жүйесін аламыз. Басқару жүйесі деп олардың өзара әрекеттесу үрдісі қойылған басқару мақсатының орындалуына әкелетіндей басқару объектісі мен басқарушы құрылғының жиынтығын атайды (сурет 1.2).
,
–басқару
объекті туралы ақпарат алу арналары.
Сурет 1.2 Басқару жүйесі
Басқару жүйесіне қатысты басқару мақсаты мен алгоритм сыртқы сипатқа ие. Ол басқару мақсаты мен алгоритм берілген басқару жүйе арқылы емес, басқа одан жоғары деңгейдегі жүйе арқылы анықталуына байланысты.
Сонымен, кез келген басқару үрдісі төрт аспектілерімен сипатталады:
объектке басқарушы әсер тигізілетін U арнасы;
басқарушы әсерлерді синтездеу үшін қажет болатын объект туралы ақпарат алынатын арналар (
,
);басқару мақсаты;
басқару алгоритмі.
Басқару субъектісі – нақтылы техникалық жүйелер, үрдістер және механизмдер, тұлғалар, ұжымдарды, ұйымдарды, кәсіпорындарды, мемлекеттерді басқару жүйелері.
Объекттер қойылған мақсаттарға жетуі үшін субъект мақсаттар немесе берілген программаға негізделген объекттердегі басқару параметрлерін қалаулы өзгерістерге әкелетін басқару әсерлерді жүзеге асыруы тиіс.
Сонымен, басқару – ол бар ақпараттың негізінде белгілі бір мақсаттарға жетуге бағытталған үрдіс.
Басқару үрдістерін қарастыру барысында кибернетикалық тәсіл кең пайдаланылады. Кибернетика (ежелгі грек κυβερνητική / kybernetike сөзінен — «басқару өнері», kybernao сөзінен — «рульді басқарамын», κυβερνήτης / kybernētēs сөзінен — «кеменің рулін ұстап отырушы», жеке жағдайларда бұл сөздің түбірінен «губернатор» немесе ағылшын «government» — өкімет сөздері пайда болған) — машиналар, тірі ағзалар немесе қоғам сияқты түрлі жүйелерде басқару және ақпарат жіберу үрдістердің жалпы заңдылықтары туралы ғылым.
Кибернетиканың объектісі болып барлық басқару жүйелері табылады. Басқаруға бағынбайтын жүйелер негізінде кибернетиканың зерттейтін объектілер қатарына жатпайды. Кибернетика кибернетикалық тәсіл, кибернетикалық жүйе сияқты ұғымдарды ендіреді. Кибернетикалық жүйелер олардың материалдық табиғатына тәуелсіз абстрактілі түрде қарастырылады. Кибернетикалық жүйелердің мысалдары – техникадағы автоматты реттегіштер, ЭЕМ (ДК), адамның миі, биологиялық популяциялар, адам қоғамы. Мұндай әр жүйе ақпаратты қабылдауға, есте сақтауға, өндеу және алмасуға қабілетті өзара байланысқан объекттердің (жүйе элементтерінің) жиыны болып табылады. Кибернетика басқару жүйелерін және ой еңбегін автоматтандыру жүйелерін құрудың жалпы қағидаларын жетілдіреді. Кибернетика мәселелерін шешуге арналған негізгі техникалық құралдар — түрлі есептеуіш құрылғылар, ДК. Сондықтан, кибернетиканың жеке ғылым ретінде пайда болуы (Н. Винер, 1948) XX-шы ғасырдың 40-шы жылдары сондай машиналардың құрылуына байланысты, ал кибернетиканың теориялы және практикалық аспекттері тұрғысында дамуы - электронды есептеуіш техниканың прогресіне байланысты.
Автоматтандыру — ғылыми-техникалық прогресс бағыттарының бірі, энергия, материалдарды немесе ақпаратты алу, түрлендіру, жіберу және пайдалану үрдістеріне қатысудан адамды босаттатын, осындай қатысу дәрежесін немесе орындалатын операциялардың еңбексыйымдылығын елеулі түрде азайтатын өзін өзі реттеуші техникалық құралдар, экономика-математикалық әдістер және басқару жүйелерін пайдалану. Электронды техниканы және есептеу әдістерін қолданатын, кейде адамның ойлау функцияларын жүзеге асыратын, ақпаратты алу көздерін (сезгіш құралдарды, сенсорларларды), енгізу құрылғыларын, басқару құрылғыларын (контроллерлерді), орындаушы құрылғыларды, шығару құрылғыларын қосымша пайдалануды талап етеді. Автоматты деген ұғыммен қатар автоматтандырылған деген ұғым пайдаланылады, ол ЭЕМ негізінде басқару үрдісіне адамның қатысу дәрежесі салыстырмалы түрде жоғарылау екендігін білдіреді.
Технологиялық үрдісті автоматтандыру —адамның тікелей қатысуысыз немесе адамға аса маңызды шешімдерді қабылдау құзыретін қалдыратын технологиялық үрдістің өзін басқаруды жүзеге асыруға мүмкіндік беретін жүйелерді жүзеге асыруға арналған әдістер мен құралдар жиынтығы.
Әдетте, технологиялық үрдісті автоматтандыру нәтижесінде ТҮ БАЖ құрылады. Технологиялық үрдісті автоматтандырудың негізі – қабылданған басқару критерийге (оптималдылыққа) сәйкес зат және энергия ағындарын қайта тарату болып табылады.
Кәсіпорындағы технологиялық жабдықты басқаруды автоматтандыру жүйесі кәсіпорнын басқарудың автоматтандырылған жүйесімен (К БАЖ) байланысуы мүмкін. ТҮ БАЖ деп әдетте бүкіл өндірістегі немесе салыстырмалы түрде дайын өнімді шығаратын өндірістің жеке бір учаскесіндегі негізгі технологиялық операцияларды автоматтандыруды қамтамасыз ететін кешенді шешімді түсінеді. ТҮ БАЖ-дың құрамдас бөліктері ретінде жеке автоматты басқару жүйелері (АБЖ) немесе бірегей кешенге байланысқан автоматтандырылған құрылғылар болуы мүмкін. Әдетте ТҮ БАЖ технологиялық үрдісті операторлық басқарудың бір немесе бірнеше басқару пульттері түріндегі бірегей жүйесіне, үрдістің барысы туралы ақпаратты өндеу және архивтеу құралдарына, автоматтандырудың типтік элементтеріне: сезгіш құралдар, контроллерлер, орындаушы құрылғыларға ие. Барлық ішкі жүйелерді ақпараттық байланыстыру үшін өнеркәсіптік желілер қолданылады.
Басқару жүйенің құрамдас (және әдетте ең қымбат) бөлігі программалаудың түрлі технологиялары мен тілдерің пайдалану арқылы құрылатын программалық қамтамасыз ету (ПҚЕ) болып табылады.
Әдебиет
Негізгі әдебиет
Культин H. Самоучитель. Программирование в Turbo Pascal 7.0 и Delphi. БХВ - Санкт-Петербург, 2009г.-407с.
Культин H. Turbo Pascal в задачах и примерах. БХВ - Санкт-Петербург, 2007. - 256с.
Марченко А.И., Марченко Л.А. Программирование в среде Turbo Pascal 7.0. - Киев «BEK+».1999.-460c.
Немнюгин CA. TURBO PASCAL. Практикум. Питер, 2002, -253с.
Немнюгин С. Изучаем Turbo Pascal. / Л. В. Перколаб, c. А. Немнюгин. СПб: Питер, 2007. – 320 с.
Қосымша әдебиет
М.Гук. Серия энциклопедия. Аппаратные средства IBM PC. Изд-во «Питер», 2007 г.
Пильщиков В.H. Сборник упражнений по языку Паскаль. - M.: Наука, 1989.