Основные процессы в индустрии информационных систем

• повышение мультимедийности, гипермедийности

• повышение дружественности к пользователю

• интеграция

• повышение открытости

• распределенность

• объектно-ориентированный подход

• метабазирование данных и информационных систем

• мультиагентное рассмотрение

• активное внедрение корпоративных систем

• создание специализированных систем

Основные мероприятия при создании корпоративной информационной системы

Общие понятия управления

Существование системы протекает во времени под влиянием внешних воздействий (факторов) согласно внутренним свойствам системы

Система (искусственная или смешанная) имеет цель – желаемый человеком результат

Для систем различают:

• функционирование (не происходит изменение цели системы)

• развитие (сопровождается изменением цели системы)

Управление – способ осуществить требуемый от системы результат (реализовать поставленную перед системой цель)

Иерархия управления соответствует иерархии системы

Управление должно подкрепляться необходимыми ресурсами - материальными, энергетическими, информационными, людскими и организационными (административного, экономического, правового, гуманитарного, социально-психологического типа).

Цикл управления

• сбор информации о системе

• обработка и анализ информации

• получение информации о траектории

• выявление управляющих параметров

• определение ресурсов для управления

• управление траекторией системы

Основные правила организации информации для управления системой

• Выяснение формы и структуры исходной (входной) информации

• Выяснение средств, форм передачи и источников информации

• Выяснение формы и структуры выходной информации

• Выяснение надежности информации и контроль достоверности

• Выяснение форм использования информации для принятия решений

Функции и задачи управления системой

• Организация системы - полное, качественное выделение подсистем, описание их взаимодействий и структуры системы (как линейной, так и иерархической, сетевой или матричной)

• Прогнозирование поведения системы, т.е. исследование будущего системы

• Планирование (координация во времени, в пространстве, по информации) ресурсов и элементов, подсистем и структуры системы, необходимых (достаточных - в случае оптимального планирования) для достижения цели системы

• Учет и контроль ресурсов, приводящих к тем или иным желаемым состояниям системы

• Регулирование - адаптация и приспособление системы к изменениям внешней среды

• Реализация тех или иных спланированных состояний, решений

Основы теории автоматического управления и адаптивных систем

Область применения теории автоматического управления

Теория автоматического управления (иногда теория автоматического регулирования) создавалась для изучения статических и динамических процессов автоматического управления техническими объектами – производственными, транспортными, энергетическими и т.п. Значение теории автоматического управления (ТАУ) для изучения и оптимизации таких процессов сохраняется и в наше время, однако, примерно с 50-60 годов прошлого века ее основные результаты и выводы используются и для изучения динамических свойств систем общего вида, в частности экономических и социальных.

Реализация автоматического управления

Для осуществления автоматического управления формируется система, состоящая из объекта управления и связанного с ним управляющего устройства, которое обеспечивает выполнение объектом (системой) заданных функций с требуем качеством независимо от внешних воздействий и особенностей функционирования самой системы (инерционности изменения состояния системы, ограничений на возможности системы по изменению своего состояния и т.п.).

История развития ТАУ

Регуляторы хода часов (15-16 века)

Маятниковый регулятор хода часов (Гюйгенс, 17 век)

Автоматический регулятор питания парового котла (18 век)

Первые теоретические работы:

Дж. Максвелл «О регуляторах» (1866г.)

И.А. Вышнеградский «Об общей теории регулирования» (1876г.), «О регуляторах прямого действия» (1877г.)

Впервые рассмотрена система, состоящая их объекта управления и управляющего устройства, даны методология исследования таких систем и понятие обратной связи

Роль ТАУ сейчас

ТАУ используется при проектировании практически всех технических устройств и систем, но значение теории автоматического управления в настоящее время переросло рамки технических систем. Большое внимание уделяется изучению процессов саморегулирования в живых организмах и в биологических системах. Динамически управляемые процессы характерны также для различных организационно-технических и социально-экономических систем, при этом, по мере глобализации и информатизации экономических процессов и развития глобальных информационно-коммуникационных систем происходит расширение применения основных положений и результатов ТАУ.

Основные понятия и определения теории автоматического управления

Классификация операций
(Содержание проблемы автоматического управления)

Замена человеческого труда
(Содержание проблемы автоматического управления)

Замена человеческого труда в рабочих операциях – механизация, используется:

• При выполнении работ, требующих значительных физических усилий

• При работах во вредных условиях

• Для сокращения монотонных операций

Замена человеческого труда в операциях управления – автоматизация, используется:

• При выполнении операций, требующих большого количества расчетов

• При недостатке времени для принятия решений

• В автономно действующих устройствах и системах

• В сложных устройствах и системах для управления отдельными процессами

Степени автоматизации

Автоматическая система – система, в которой все рабочие и управляющие операции выполняются автоматическими устройствами без участия человека

Автоматизированная (частично автоматическая) система – система, в которой часть операций выполняется автоматическими устройствами, а другая часть (обычно наиболее ответственная) выполняется человеком (людьми)

Состав системы управления
(Содержание проблемы автоматического управления)

Знания для процесса управления

Виды операций управления

Общий вид системы управления

Вид оператора А

Алгоритм функционирования

Изменения координат (характеристик) в нормальном требуемом ходе процесса определяются совокупностью правил, предписаний или математических зависимостей, называемых алгоритмом функционирования. Алгоритм функционирования составляется на основании технологических, экономических и (или) других требований без учета динамических искажений возникающих вследствие изменений управления, внешних возмущений и внутренних помех. В ТАУ алгоритм функционирования считается заданным, управление заключается в обеспечении требуемого функционирования системы.

Алгоритм управления зависит от алгоритма функционирования и от динамических свойств системы (т.е. характера изменения во времени координат системы при внешнем воздействии)

Построение алгоритма управления

Неточности алгоритма управления

Принципы управления

Фундаментальные принципы управления, определяющие каким образом осуществляется увязка алгоритмов функционирования и управления с фактическим функционированием или причинами, вызывающими отклонение координат системы от требуемых значений:

РАЗОМКНУТОЕ УПРАВЛЕНИЕ

КОМПЕНСАЦИЯ

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Разомкнутые системы автоматического управления

Компенсационные системы

Замкнутые системы

Замкнутые системы (управление по отклонениям)

Комбинированные системы управления

Разделение управления

Программа управления Х0(t)=аt+b

САУ обеспечивает минимизацию отклонений от программы (потерь)

Обычно темп изменения Х0 существенно ниже темпа изменения Х