поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
код нашей кнопки:
Прикладная информатика (продолжение)
С помощью клавиатуры управления исследователь воздействует на объект
изучения и управляет процессами, реализуемыми в АСНИ.
АСНИ получили широкое распространение. Молекулярная химия, минералогия,
биохимия, химическая физика и многие другие науки уже не мыслят себе
проведение фундаментальных научных исследований без привлечения средств,
обеспечиваемых АСНИ.
2. Информатика в области создания новых изделий. Научно-технический
прогресс проявляется также в том, что в нашу жизнь все время входят
новые изделия, появление которых обеспечивается развитием науки и
соответствующих промышленных технологий. Трудно поверить, но еще сто лет
назад автомобиль был диковиной, а электрическое
освещение стало привычным лишь в первой четверти 20-го в. Телевидение же
появилось менее полувека назад.
Проектирование новых изделий - основная задача изобретателей и
конструкторов. Специалисты в этой области на пути создания новых изделий
выделяют несколько этапов: формирование замысла, поиск физических
эффектов, обеспечивающих принципиальную реализацию замысла, поиск
конструктивных решений, расчет и обоснование, создание опытного образца,
разработка технологии промышленного изготовления.
На каждом из этапов (их число может меняться в зависимости от сложности
изделия) возникают свои задачи и проблемы. Первый этап пока вряд ли
может считаться объектом автоматизации. Замысел нового изделия
определяется всем ходом научно-технического прогресса, это "социальный
заказ" общества. И если его еще нельзя реализовать, то он превращается в
мечту. Такой мечтой были ковер-самолет или зеркало, которое показывало
события, удаленные во времени и пространстве. Самолет и телевизор пришли
на смену мечтам, когда прогресс техники достиг нужного уровня развития.
И значит, лишь поиск нужных физических эффектов и последующая реализация
всех этапов по изготовлению изделия есть та цепочка, которую можно
попытаться автоматизировать.
Поиск физических эффектов, способных решить задачу, стоящую перед
изобретателем, - самый трудный этап для автоматизации. Он требует от
системы автоматизации наличия банка физических эффектов и умения
использовать хранящиеся в нем сведения для поиска ответа на вопрос:
пригодны ли эти эффекты для реализации замысла?
Ответ на этот вопрос может быть очень сложным, так как сам этот процесс
носит творческий характер. Приведем пример. Инженеру поручили создать
экскаватор огромной мощности для работы в открытых карьерах. Он долго
мучился над поставленной задачей, так как убедился, что ни колесные, ни
гусеничные машины не могут выдержать тот огромный груз, который надо
было научиться перемещать в ковше экскаватора. Сроки выполнения задания
подходили к концу, а решения не было. Как-то изобретатель, опустив
голову, брел по улице. И вдруг в поле его зрения попала рука идущего
перед ним человека. Рука держала кейс. В такт ходьбе кейс совершал
прямолинейно-возвратные движения. И, как потом вспоминал изобретатель,
он тут же ясно увидел принцип шагающего экскаватора. Задача была решена.
Но, несмотря на сложность этапа поиска физических эффектов, которые
могли бы помочь решить поставленную задачу, уже создаются так называемые
изобретательские машины. Их основной блок - большая по объему база
знаний о физических эффектах, а также набор процедур, позволяющих
изобретателю работать с этой базой. Предполагается, что для
изобретательских машин большое значение будут иметь средства когнитивной
графики, позволяющие активизировать ассоциативный поиск.
Два последующих этапа, связанные с задачами конструирования и расчета,
поддаются автоматизации уже сегодня. Для этого создаются специальные
системы автоматизированного проектирования (САПР). На рис. 2 приведена
типовая схема САПР.
Сравнивая ее со структурой АСНИ, можно увидеть много общего. Прежде
всего это касается трех основных блоков: имитатора, расчетного блока и
экспертной системы. В САПР они выполняют функции такого же характера,
что и в АСНИ. Вместо блока внешней связи в САПР имеется блок
формирования заданий. Проектировщик вводит в блок техническое задание на
проектирование, в котором указаны все цели, которые необходимо
достигнуть при проектировании, и все ограничения, которые нельзя
нарушить. База данных содержит всю информацию, необходимую для
проектирования, а также хранит весь тот прежний опыт, который был
накоплен ранее в данной области. Наконец, блок подготовки технической
документации позволяет проектировщику готовить нужные документы для двух
последних этапов создания новых изделий.
САПРы оказались важной сферой приложений идей информатики и в наши дни в
той или иной форме используются во всех проектных и конструкторских
организациях.
3. Информатика в управлении. В сфере управления вычислительные машины
начали использовать почти одновременно с их появлением. Объясняется это
в основном тем, что теория автоматического управления к моменту
возникновения компьютеров была уже хорошо развитой точной инженерной
наукой. Методы, предлагаемые ею, опирались на математические модели и
численные методы решения уравнений. Это позволило без особого труда
включать компьютерные программы в процесс поиска управляющих
воздействий.
Но системы автоматического регулирования и автоматического управления,
которыми занималась теория автоматического управления, вовсе не
справлялись со всеми теми сложными системами управления, в которых
участвовали люди. Вне сферы их возможностей оказывался значительный
класс систем, для которых нельзя было предложить точные расчетные
модели. Такие системы иногда называли большими. Большие системы, как
правило, включали в себя в качестве структурных единиц людей, обладающих
определенной свободой принимать решения. Критерии функционирования этих
систем не были точно формализованы, а ограничения не имели полного
описания.