Файл: Яковенко, Е. Г. Основы автоматизированных систем управления учеб.-метод. пособие.pdf

изменном учете социального аспекта. Советская на­ ука управления коренным образом отличается в ме­ тодологическом отношении от науки управления, раз­ вивающейся в капиталистических странах (так называемого менеджеризма) и обслуживающей клас­ совые интересы буржуазии. Несомненно, однако, что мы должны широко использовать практические, тех­ нические достижения зарубежной науки. Указывая на необходимость использования новейших достиже­ ний буржуазной науки в области организации и уп­ равления, В. И. Ленин еще в 1918 г. писал: «Совет­ ская республика во что бы то ни стало должна пере­ нять все ценное из завоеваний науки и техники в этой области. Осуществимость социализма опреде­ лится именно нашими успехами в сочетании Совет­ ской власти и советской организации управления с новейшим прогрессом капитализма»1.

§ 2. Некоторые современные методы научного управления производством

Для понимания сущности автоматизированных сис­ тем управления необходимо знакомство с некоторыми современными методами научного управления, осо­ бенно с теми, которым была дана высокая оценка в Отчетном докладе ЦК КПСС XXIV съезду КПСС: «Наука серьезно обогатила теоретический арсенал планирования, разработав методы экономико-мате­ матического моделирования, системного анализа и другие. Необходимо шире использовать эти методы, быстрее создавать отраслевые автоматизированные системы управления, имея в виду, что в перспективе нам предстоит создать общегосударственную автома­ тизированную систему сбора и обработки информа­ ции» 1.2

Экономико-математическое моделирование — спо­ соб отображения экономических’ процессов и сис­ тем с помощью экономико-математических моделей.

1 В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 36, стр. 190.

2 «Материалы XXIV съезда КПСС», стр. 67—68.

Модель — одно из важнейших средств научной аб­ стракции, отображение определенных характеристик объекта в целях его исследования '. В технике

мальный характер, т. е. с их помощью отыскивается минимум или максимум некоторой функции, принятой за критерий оптимальности (например, максимум объема производства, производительности труда, при­ были или минимум себестоимости продукции, тран­ спортных издержек, производственных потерь и т. д.). Любая плановая задача состоит в определении пла­ на, наилучшего по каким-то из подобных показателей. Поэтому обязательным элементом экономико-матема­ тической модели является критерий оптимальности, т. е. показатель, количественно выражающий резуль­ тат принимаемого решения.

Кроме того, учитываются условия или ограниче­ ния, при которых модель имеет силу. Ими могут быть, например, состояние ресурсов (производственных, природных, трудовых), возможные варианты расши­ рения и модернизации производства, потребность в продукции и т. д. Следовательно, модель всегда вклю­ чает кроме критерия оптимальности также ограниче­ ния или условия, выражаемые в форме уравнений или неравенств.

Экономико-математическое моделирование ис­ пользуется во всех современных научных дисципли­ нах, связанных с экономикой и управлением. Приме­

ёж

ЧУ

они насчитывают десятки, а в ряде случаев и сотии и даже тысячи уравнений и неравенств. Решение таких сложных моделей возможно только на электронно-вы­ числительных машинах.

Системный анализ — последова­ тельная реализация системного подхода в управленческой дея­

тельности. Он проводится обычно в три этапа: первый — анализ и описание принципов построе­

ния и работы системы в целом; второй — анализ особенностей всех компонентов,

их взаимозависимости и внутреннего строения; третий — установление сходства и различий меж­

ду изучаемой системой и другими системами.

Такое исследование вооружает руководителя чет­ кой логической процедурой принятия решений в слож­ ных условиях, позволяет использовать математиче­ ский аппарат, наиболее рационально организовать всю необходимую информацию и применять для ее переработки электронно-вычислительную технику.

Обширный круг научных мето­ дов, позволяющих заранее оце­ нить последствия каждого реше­

ния, отбросить недопустимые варианты и рекомендо­ вать те, которые представляются наиболее удачными, концентрирует в себе научная дисциплина — иссле­ дование операций. Она применяется во многих отрас­ лях промышленности, сельского хозяйства, транспор­ та, здравоохранения и т. д. Причем характерно, что при решении многих задач, относящихся к различным областям, применяются сходные методологические приемы. Так, методика, выработанная для количест­ венного анализа процессов образования очередей в системах массового обслуживания (например, в па­ рикмахерских), может быть использована при проек­ тировании телефонных станций или морских портов, при конструировании электронно-вычислительных ма­ шин. Другая характерная особенность исследования операций заключается в комплексном, системном под­ ходе к решению задач. Он выражается, в частности, в создании так называемых групп исследования опера­ ций, объединяющих обычно представителей различ­ ных специальностей.

!§

Операцией называется любое мероприятие или система действий, объединенных единым замыслом н направленных к достижению определенной цели. На­ пример, расширение выпуска определенной продук­ ции на заводе требует одновременного и взаимосвя­ занного решения множества частных проблем: рекон­ струкции предприятия, заказа оборудования, сырья и материалов, подготовки кадров, подготовки рынка сбыта, совершенствования технологии, изменения сис­ темы оперативно-производственного планирования и диспетчеризации, организационной перестройки, пе­ ремещения руководящих работников и т. д. и т. п. Для решения подобных задач привлекают экономис­ тов, математиков, статистиков, инженеров и ученых (например, химиков, если речь идет о химическом заводе), социологов и психологов.

Обычно основными этапами операционного иссле­ дования считаются следующие:

1.Постановка задачи и выделение критерия эф­ фективности. (В указанной задаче критерием эффек­ тивности может быть, например, рост прибыли пред­ приятия в результате расширения выпуска продук­ ции.)

2.Построение математической модели изучаемой системы.

3.Нахождение решения с помощью модели,

4.Проверка модели и полученного с ее помощью решения.

5.Построение процедуры подстройки (т. е. исправ­ ления) решения на случай, если изменяются условия.

6.Осуществление решения.

Количественные методы исследования операций строятся на основе достижений ряда экономико-ма- тематических и статистических дисциплин. Среди них назовем оптимальное программирование. Этим терми­ ном объединяются различные математические методы и дисциплины, применяемые при решении оптимиза­ ционных плановых задач. Слово «программирование» означает здесь распределение ограниченных ресурсов наилучшим образом для достижения поставленных целей .(Не следует смешивать его с термином «про­ граммирование», означающим составление программ для электронно-вычислительных машин.)

19

Отметим также теорию статистических решений—

научную дисциплину, которая изучает математичес­ кие (математико-статистические) правила .принятия решений, в первую очередь экономических. Сравнение ожидаемых результатов с помощью специальных ма­ тематических приемов позволяет принимать решения, обладающие большей вероятностью успеха, чем те решения, которые принимаются интуитивным путем.

Поясним сущность этой дисциплины практическим примером. Предположим, что на заводе, изготовляю­ щем телевизионные трубки, надо организовать выбо­ рочный контроль качества продукции. Выборочный потому, что проверка каждого без исключения кине­ скопа обходится слишком дорого. Контроль потому, что иначе в торговую сеть будет проникать брак. Воз­ никает вопрос: каким должен быть размер выборки? Иными словами, нужно ли проверять каждый второй кинескоп или каждый десятый, сотый?

Обычно устанавливают, при каком объеме выбор­ ки количество пропущенного брака не превысит не­ которой принятой величины. Но сам процент брака в этом случае устанавливается произвольно. Теория статистических решений переносит проблему в дру­ гую плоскость: главное сопоставить дополнительные затраты, которые несет с собой расширение числа проверяемых изделий, и потери (на гарантийном ре­ монте, на сокращении сбыта продукции, если потре­ бители «отвернутся» от нее), которые будут вызваны проникновением повышенного количества негодных изделий в торговлю. Иначе говоря, здесь нужно не произвольное, а математически рассчитываемое оп­ тимальное решение.

Существует также ряд других экономико-матема­ тических дисциплин, методы которых применяются в автоматизированных системах управления.

§ 3. Общие сведения об ЭВМ

Электронные вычислительные машины (ЭВМ) вместе со средствами связи, а также некоторыми другими приборами и устройствами представляют собой техни­ ческую базу современных систем управления, в том

20

числе автоматизированных. Без ЭВМ невозможно практическое применение тех достижений экономичес­ кой науки, математики и других наук, о которых говорилось выше. ЭВМ бывают двух видов — анало­ говые и цифровые. В экономике применяются глав­ ным образом ЭВМ второго вида (ЭЦВМ).

Электронные вычислительные машины появились сравнительно недавно. Сейчас они насчитываются в

Рис. 1

ввода. Прежде всего это устройство, воспринимающее информацию с перфокарт, пока наиболее распростра­ ненное.

Перфокарта имеет ряд недостатков. Она велика по размеру, но информации на ней умещается мало. Скорость считывания данных с перфокарты (т. е. про­ битых на ней отверстий) очень мала по сравнению со скоростями действия процессора и запоминающих устройств ЭВМ: обычно она не превышает десятка

21

перфокарт в секунду. Для экономических задач, от­ личающихся огромным объемом данных, это крайне малая скорость.

Перфолента — это лента с пробитыми на ней от­ верстиями. Она более компактна, чем перфокарта, но скорость считывания с нее тоже мала. К тому же и у нее есть недостаток: на ней труднее, чем на перфо­ картах, исправлять ошибки (перфокарту с неправиль­ ной пробивкой можно изъять из массива).

Магнитная лента — наиболее эффективное сред­ ство ввода данных в ЭВМ. Кроме автоматических су­ ществуют также устройства для ручного ввода дан­ ных, например пишущая машина и «световое перо» (приспособление, с помощью которого на специаль­ ном экране можно редактировать, исправлять инфор­ мацию, а также вводить графики).

Недостаточная скорость действия вводных уст­ ройств — серьезное препятствие для решения на ЭВМ экономических задач. Поэтому машины, пред­ назначенные для этой цели, часто комплектуются до­ полнительными вводными устройствами.

Запоминающие устройства фиксируют и хранят данные, выдают их при необходимости для расчета процессору машины, а также на буквопечатающие и другие выводные устройства.

Есть несколько видов запоминающих устройств, главные из них—оперативное запоминающее устрой­ ство (ОЗУ), т. е. внутренняя память, и долговремен­ ные запоминающие устройства (ДЗУ) или иначе — внешняя память (ВЗУ).

ОЗУ — очень сложное и дорогое устройство. У средней машины оно может хранить 8—16 тыс. байтов информации (байт — единица информации, содержа­ щая букву или другой символ или две цифры). Сов­ ременная мощная машина может хранить в своем ОЗУ до 2 млн. байтов — это книга примерно в ты­ сячу страниц. Важным достоинством ОЗУявляется то, что из него можно в любой момент с большой ско­ ростью выбирать данные для расчетов, производимых в процессоре машины. Скорость выборки — одна из важных характеристик качества машины. В некото­ рых случаях эта скорость достигает 2,5 тыс. страниц печатного текста в секунду.

22

Долговременные запоминающие устройства хра­ нят информацию на магнитных лентах (в устройст­ вах, аналогичных магнитофону), а также на магнит­ ных барабанах и дисках. Ленты могут находиться не только в самой машине, но и в специальной лентотеке, откуда работники вычислительного центра доста­ ют их, готовясь к решению соответствующей задачи. (Это относится также к барабанам и дискам). Ем­ кость ДЗУ намного больше емкости оперативных уст­ ройств памяти, но зато они обладают меньшей ско­ ростью выдачи информации.

Основным рабочим и управляющим органом всей системы является процессор. Данные, подлежащие переработке, поступают в него через вводное устрой­ ство (ввод). Кроме того, вводятся те данные, которые составляют машинную программу. Все они поступают в память машины: данные, которые нужны в расче­ тах чаще, — в оперативное запоминающее устройст­ во, а остальные — в долговременное запоминающее устройство. Каждая часть информации (буква, знак, цифра и т. д.) закодирована и хранится в определен­ ном месте, заранее пронумерованном, чтобы их мож­ но было легко найти в случае необходимости. В со­ ответствии с указаниями (командами) программы процессор «запрашивает» данные из запоминающих устройств, группирует, соединяет их с другими, про­ изводит арифметические и логические действия, а ре­ зультаты либо снова помещает в «память», либо пе­ редает на выводное устройство. Все эти операции проводятся последовательно, в соответствии с про­ граммой, разработанной человеком.

Программа действия ЭВМ включает перечень ко­ манд. В каждой команде закодирован вид операции (сложение, вычитание и т. д.), а также номера («ад­ реса») тех ячеек, в которых записаны исходные дан­ ные каждой операции и в которые должен быть поме­ щен результат вычисления. Когда введены данные и имеется программа, машина после пуска автоматиче­ ски проводит весь процесс-расчета и выдает готовый результат. Обычно бывает предусмотрена также воз­ можность остановки расчетов и выдачи промежуточ­ ных результатов для контроля. В мощных современ­ ных машинах возможно одновременное решение

23