Met de software kunt u de organisatie van het computersysteem verbeteren om het gebruik van de technologie te maximaliseren.
De noodzaak voor softwareontwikkeling is te wijten aan het volgende:
- om de bruikbaarheid van technische middelen te waarborgen, aangezien ze zonder software geen rekenkundige en logische bewerkingen kunnen uitvoeren;
- om de interactie van de gebruiker met de apparatuur te verzekeren;
- het verkorten van de cyclus van het formuleren van het probleem tot het ontvangen van het resultaat van de oplossing;
- de efficiëntie van het gebruik van de middelen van technische middelen verhogen.
Momenteel zijn de volgende vormen van IP in bedrijfsbeheer gebruikelijk:
- individueel gebruik van computers;
- geautomatiseerde werkstations (AWP);
- lokale netwerken (LAN).
Deze vormen van decentralisatie van bronnen verschillen aanzienlijk in de concentratie van computerbronnen.
De ervaring met automatisering van management in productie- en economische structuren heeft aangetoond dat de mate van invloed van IS met ontwikkelde informatie- en referentiefuncties op efficiëntie managementactiviteiten zeer significant. De belangrijkste resultaten van haar werk zijn:
- het uitbreiden van de informatiecapaciteiten en het verhogen van de efficiëntie van de besluitvorming voor eerder opererende en nieuw opgerichte structurele afdelingen;
- op deze basis versterken van de coördinerende functies van de schakels van het centrale bestuursapparaat;
- een aanzienlijke toename van het bewustzijn en de arbeidskwalificaties van de werknemers op alle managementniveaus.
Het gebruik van hoogwerker mag het ritme van zijn werk dat de gebruiker gewend is niet verstoren, het moet ervoor zorgen dat de aandacht van de gebruiker zich concentreert op de logische structuur van de taken die worden opgelost. Als de gespecificeerde actie echter niet wordt uitgevoerd of het resultaat vervormd is, moet de gebruiker de reden weten en moet informatie hierover op het scherm worden weergegeven.
Als onderdeel van de AWP-software kunnen twee hoofdtypen software worden onderscheiden, die verschillen in functies: algemeen (systeem) en speciaal (toegepast). De algemene software omvat een reeks programma's die de ontwikkeling van programma's en de organisatie van een economisch computerproces op een pc automatiseren, ongeacht de taken die worden opgelost. Speciale (applicatie)software is een verzameling programma's voor het oplossen van specifieke gebruikersproblemen.
Werkuren verschillende technologieën, de technische kenmerken van computerapparatuur, de verscheidenheid en het massale gebruik ervan stellen speciale eisen aan software. Deze eisen zijn: betrouwbaarheid, efficiëntie in het gebruik van pc-middelen, structuur, modulariteit, kostenefficiëntie, gebruiksvriendelijkheid. Bij het ontwikkelen en kiezen van software is het noodzakelijk om u te laten leiden door de architectuur en kenmerken van de pc, rekening houdend met het minimaliseren van de gegevensverwerkingstijd, systeemonderhoud van programma's voor een groot aantal gebruikers en het verhogen van de efficiëntie van het gebruik van configuraties van technologische schema's voor gegevensverwerking.
De classificatie van de AWP-software wordt getoond in Fig. 4.1.
Het belangrijkste doel van algemene software is het starten van applicatieprogramma's en het controleren van het uitvoeringsproces.
Speciale software AWP bestaat meestal uit: unieke programma's en functionele pakketten van toegepaste programma's. De specifieke specialisatie van de geautomatiseerde werkplek is afhankelijk van de functionele software. Aangezien speciale software de reikwijdte van de AWP bepaalt, de samenstelling van taken die door de gebruiker worden opgelost, moet deze worden gemaakt op basis van instrumentele softwaretools dialoogsystemen gericht op het oplossen van problemen met vergelijkbare kenmerken van informatieverwerking.
Rijst. 4.1. Classificatie van AWP-software
De AWP-software moet de eigenschappen hebben van aanpasbaarheid en aanpasbaarheid voor een specifieke toepassing in overeenstemming met de eisen van de gebruiker.
MS DOC, gebaseerd op 32-bit OS/2 en UNIX, wordt meestal gebruikt als de AWP-besturingssystemen die zijn gemaakt op basis van 16-bits computers.
De belangrijkste toepassingen van de softwarepakketten die deel uitmaken van de speciale AWS-software zijn tekstverwerking, gegevensverwerking in tabelvorm, databasebeheer, machine- en bedrijfsgraphics, mens-machine-dialoog, communicatieondersteuning en netwerken.
Multifunctionele geïntegreerde pakketten die verschillende functies van informatieverwerking implementeren, bijvoorbeeld tabellarisch, grafisch, databasebeheer en tekstverwerking binnen één softwareomgeving, zijn effectief in AWS.
Geïntegreerde pakketten zijn gebruiksvriendelijk. Zij hebben uniforme interface, vereisen geen docking van de meegeleverde software, hebben een vrij hoge snelheid bij het oplossen van problemen.
Het effectief functioneren van de beheer-IS en de werkplek van de specialist is gebaseerd op het geïntegreerde gebruik van moderne softwaretools voor informatieverwerking in combinatie met moderne organisatievormen van apparatuurplaatsing.
De keuze van organisatievormen voor het gebruik van software is raadzaam om uit te voeren, rekening houdend met hun spreiding over de niveaus van de managementhiërarchie in overeenstemming met de organisatiestructuur van het object dat wordt geautomatiseerd. In dit geval is het basisprincipe van keuze de collectieve dienst aan gebruikers, die overeenkomt met de structuur van het economisch object.
Rekening houdend met de moderne functionele structuur van territoriale overheidsinstanties, moet de set software- en hardwaretools ten minste een globaal gegevensverwerkingssysteem op drie niveaus vormen met een ontwikkelde set randapparatuur op elk niveau (Fig. 4.2).
Het eerste niveau is het centrale computersysteem van een territoriaal of corporatief lichaam, dat een of meer krachtige computers of mainframes omvat. De belangrijkste functie is algemene, economische en financiële controle, informatie Service management medewerkers.
Het tweede niveau zijn de computersystemen van ondernemingen (verenigingen), organisaties en bedrijven, waaronder mainframes, krachtige pc's, die gegevensverwerking en -beheer binnen een structurele eenheid bieden.
Rijst. 4 2 Schematische weergave van de meerlagige organisatie van software en hardware IS
Het derde niveau - lokaal gedistribueerde computernetwerken op basis van pc's die productielocaties bedienen lager niveau... Elke site is uitgerust met een eigen pc, die een reeks werken biedt over primaire boekhouding, boekhouding van behoeften en toewijzing van middelen. In principe kan het een geautomatiseerd werkstation (AWS) zijn dat functionele rekenprocedures uitvoert binnen een bepaald gebied.
Applicatiepakketten zijn het meest dynamisch ontwikkelende onderdeel van software: het scala aan taken dat met hun hulp kan worden opgelost, wordt voortdurend uitgebreid. De introductie van computers op alle werkterreinen werd mogelijk door de opkomst van nieuwe en verbetering van bestaande PPS.
De structuur en principes van het construeren van de PPP zijn afhankelijk van de klasse van computers en het besturingssysteem waarmee dit pakket zal functioneren. Het grootste aantal PPP is gemaakt voor 1VM pc-compatibele computers met het M8 008-besturingssysteem en operationele schaal\ VINDOWS. De classificatie van deze softwarepakketten op functionele en organisatorische kenmerken wordt getoond in Fig. 4.3.
Probleemgerichte PPP's zijn de functioneel meest ontwikkelde en talrijke PPP's. Ze omvatten de volgende softwareproducten: tekstverwerkers, publicatiesystemen, grafische editors, demografieken, multimediasystemen, CAD-software, werkorganizers, spreadsheets (spreadsheets), databasebeheersystemen, tekenherkenningsprogramma's, financiële en statistische analyseprogramma's.
Spreadsheets (tabulaire processors) zijn softwarepakketten voor het verwerken van in tabelvorm georganiseerde gegevens. De gebruiker kan de tools van het pakket gebruiken om verschillende berekeningen uit te voeren, grafieken te maken, het formaat van data input-output te regelen, data samen te stellen, analytische studies uit te voeren, enz.
Momenteel zijn Excel, Improv, Quattro Pro, 1-2-3 de meest populaire en effectieve pakketten van deze klasse.
Werkorganisatoren zijn softwarepakketten die zijn ontworpen om de planningsprocedures voor het gebruik van verschillende middelen (tijd, geld, materialen) te automatiseren, zowel voor een individu als voor het hele bedrijf of zijn structurele afdelingen.
Pakketten van dit type omvatten: Time Line, MS Project, SuperProject, Lotus Organizer, ACT1.
Figuur 4 3. Classificatie van RFP
Tekstverwerkers zijn programma's voor het werken met documenten (teksten) waarmee u teksten kunt samenstellen, opmaken en bewerken wanneer een gebruiker een document aanmaakt. Erkende koplopers op het gebied van tekstverwerkers voor pc's zijn MS Word, WordPerfect, Ami Pro.
Desktop publishing-systemen (HMQ - programma's voor professionele uitgeversactiviteiten die het elektronisch zetten van basistypen documenten mogelijk maken, zoals een nieuwsbrief, een korte kleurenbrochure en een omvangrijke catalogus of handelstoepassing, een directory.
De beste pakketten op dit gebied zijn Corel Ventura, PageMaker, QuarkXPress, FrameMaker, Microsoft Publisher, PagePlus. Afgezien van de eerste, worden de rest van de pakketten gemaakt in overeenstemming met de Windows-standaarden.
Grafische editors - pakketten voor het verwerken van grafische informatie; zijn onderverdeeld in RFP-verwerking van rasterafbeeldingen en afbeeldingen en vectorafbeeldingen.
SPP van het eerste type zijn ontworpen om met foto's te werken. De pakketten bieden de mogelijkheid om foto's om te zetten in afbeeldingen met een andere resolutie of andere dataformaten (zoals BMP, GIF, etc.). De erkende leider onder de pakketten van deze klasse is Adobe Photoshop. Opmerkelijke pakketten zijn Aldus Photostyler, Picture Publisher, PhotoWorks Plus. Alle programma's zijn ontworpen om in de Windows-omgeving te werken.
Vector grafische pakketten zijn voor professioneel werk gerelateerd aan artistieke en technische illustratie met daaropvolgende afdrukken in kleur. Ze hebben een breed scala aan functionaliteiten voor complexe en nauwkeurige grafische beeldverwerking.
Demo grafische pakketten zijn constructeurs van grafische afbeeldingen van bedrijfsinformatie, dat wil zeggen een soort videoshow die is ontworpen om de resultaten van enig analytisch onderzoek in een visuele en dynamische vorm te presenteren. Met pakketten kunt u bijna alle soorten grafieken maken en gegevens voor grafieken extraheren uit spreadsheetprocessors. Programma's van dit type zijn gemakkelijk te gebruiken en hebben een interface die bijna geen leren vereist. De meest populaire pakketten van dit type zijn PowerPoint, Harvard Graphics, WordPerfect Presentations, Freelance Graphics. Multimediasoftwarepakketten zijn bedoeld voor het weergeven en verwerken van audio- en video-informatie. Naast software moet de computer zijn uitgerust met extra kaarten die de invoer en uitvoer van analoge informatie mogelijk maken, de omzetting ervan in digitale vorm.
Onder de multimediaprogramma's zijn er twee te onderscheiden grote groepen... De eerste omvat pakketten voor training en vrije tijd. Ze worden geleverd op cd-roms met een capaciteit van 200 tot 500 MB per stuk en bevatten audiovisuele informatie over specifieke onderwerpen.
Hun variëteit is enorm en de markt voor deze programma's breidt zich voortdurend uit terwijl de kwaliteit van videomateriaal wordt verbeterd.
De tweede groep omvat programma's voor het voorbereiden van videomateriaal voor het maken van multimediavoorstellingen, demoschijven en postermateriaal.
Pakketten van dit type omvatten Director voor Windows, Multimedia ViewKit, NEC MultiSpin.
Een ander type softwarepakketten dat verband houdt met de verwerking van grafische afbeeldingen, zijn systemen voor ontwerpautomatisering. Ze zijn bedoeld voor de automatisering van ontwerp- en engineeringwerkzaamheden in de machinebouw, automobielindustrie, industriebouw, enz.
Een soort standaard onder de programma's van deze klasse is het AutoCAD-pakket van Autodesk. Let ook op de programma's DesignCAD, Drafic CAD Professional, Drawbase, Microstation, Ultimate CAD Base en Turbo CAD. Deze pakketten zijn rijk aan functionaliteit en zijn ontworpen om te werken in een Windows (Windows NT) of OS/2 omgeving.
Programma's voor tekenherkenning zijn ontworpen om een grafische afbeelding van letters en cijfers om te zetten in ASCII-codes van deze tekens en worden in de regel in combinatie met scanners gebruikt.
Pakketten van dit type bevatten meestal een verscheidenheid aan hulpmiddelen om de gebruikerservaring te vergemakkelijken en de kans op correcte herkenning te vergroten.
De scansnelheid van moderne RFP is ongeveer 1,5 minuut per pagina. Pakketten van dit type zijn onder andere Fine Reader, CunieForm, Tigert™, OmniPage.
Een groep financiële programma's wordt vertegenwoordigd door verschillende pakketten: voor het onderhouden van persoonlijke financiën, het automatiseren van de boekhouding van kleine en grote bedrijven, economische prognoses van de ontwikkeling van een bedrijf, het analyseren van investeringsprojecten, het ontwikkelen van een haalbaarheidsstudie voor financiële transacties, enz. Programma's zoals MS Money, MESA Software en MoneyCounts zijn bijvoorbeeld gericht op het plannen van persoonlijke geldbronnen. Ze bieden hulpmiddelen voor het bijhouden van bedrijfsgegevens, zoals een notitieboekje, en het berekenen van financiële transacties.
Om het bedrag aan belastingen te berekenen, kunt u de programma's Turbo Tax voor Windows, Personal Tax Edge gebruiken.
Met behulp van de programma's Quicken, DacEasy Accounting, Peachtree voor Windows kunt u de boekhouding automatiseren. Dezelfde functie wordt uitgevoerd door een aantal binnenlandse programma's: "Turbo-accountant", "1C: Accounting", "Accountant" door Atlant-Inform, enz.
Voor analytische studies worden beproefde buitenlandse statistische pakketten gebruikt, zoals:
StatGraphics, Project-Expert of binnenlandse ontwikkeling Statistic-Consultant.
Geïntegreerde softwarepakketten - in termen van het aantal productnamen zijn ze niet talrijk, maar rekenkundig krachtig en actief een deel van de software ontwikkelend.
Traditionele, of volledig verbonden, geïntegreerde softwaresystemen zijn een multifunctioneel stand-alone pakket waarin de functies en mogelijkheden van verschillende gespecialiseerde (probleemgerichte) pakketten, gerelateerd in de zin van dataverwerkingstechnologie op een aparte werkplek, worden gecombineerd tot één geheel . Vertegenwoordigers van dergelijke programma's zijn: Framework-pakketten, Symphony, evenals pakketten van de nieuwe generatie Microsoft Works, Lotus Works.
Een geïntegreerd pakket zorgt voor communicatie tussen gegevens, maar het beperkt de mogelijkheden van elk onderdeel in vergelijking met een soortgelijk gespecialiseerd pakket.
Momenteel wordt actief een andere benadering voor het integreren van software geïmplementeerd: het combineren van gespecialiseerde pakketten binnen een enkele resourcebasis, zorgen voor interactie tussen applicaties (pakketprogramma's) op objectniveau en een enkel vereenvoudigd schakelcentrum tussen applicaties. Integratie is in dit geval objectgerelateerd.
Typische en krachtigste pakketten van dit type: Borland Office voor Windows, Lotus, SmartSute voor Windows, Microsoft Office. Er zijn vier toepassingen in de professionele editie van deze pakketten: tekstverwerker, DBMS, spreadsheet-processor, demo grafische programma's.
Een kenmerk van het nieuwe type pakketintegratie is het gebruik van gedeelde bronnen. Er zijn hier vier hoofdtypen van het delen van bronnen.
1. Gebruik van de hulpprogramma's die alle programma's in het complex gemeen hebben. De spellingcontrole is bijvoorbeeld beschikbaar voor alle programma's in het pakket.
2. Toepassing van objecten die door meerdere programma's kunnen worden gedeeld.
3. Implementatie van een eenvoudige methode van overgang (of lancering) van de ene applicatie naar de andere.
4. Implementatie van automatiseringstools voor het werken met een applicatie (macrotaal), gebouwd op dezelfde principes, die het mogelijk maakt om complexe informatieverwerking te organiseren met minimale programmeerkosten en om programmeren in de macrotaal te leren.
Het mechanisme van dynamische lay-out van objecten stelt de gebruiker in staat informatie die door de ene toepassing is gegenereerd, in een document te plaatsen dat door een andere is gegenereerd. De gebruiker kan informatie in een nieuw document bewerken door middel van het product waarmee dit object is gemaakt (bij het bewerken wordt automatisch de bijbehorende applicatie gestart). De gelanceerde applicatie en het programma voor het verwerken van de documentcontainer tonen een hybride menu voor het gemak van de specialist. Bovendien kunt u met dit mechanisme OLE-objecten overbrengen van het venster van het ene toepassingsprogramma naar het venster van een ander.
Deze technologie biedt ook de mogelijkheid van algemeen gebruik van de functionele bronnen van programma's: bijvoorbeeld de grafische module tafelprocessor kan worden gebruikt in een teksteditor. Het nadeel van deze technologie is de beperking van het grafiekformaat tot één paginaformaat.
OpenDoc is een objectgeoriënteerd systeem gebaseerd op: open standaarden bedrijven - deelnemers aan de ontwikkeling. Het objectmodel is het Distributed System Object Model (DSOM) ontwikkeld door IBM voor OS/2. Compatibiliteit verondersteld tussen OLE en OpenDoc.
I Uit het hoofdstuk wordt aanbevolen om te onthouden:
Het waarborgen van de efficiëntie van informatietechnologieën en -systemen wordt in belangrijke mate bepaald door software- en hardwareapparatuur, die aan een aantal eisen moet voldoen. Software en hardware zijn georganiseerd op systemische basis, wat het gebruik ervan zuiniger en betrouwbaarder maakt.
Dankzij de brede mogelijkheden van computers van verschillende klassen en modellen kunt u elke configuratie van complexe netwerkinformatiesystemen implementeren. De hardwarekenmerken van een computer zijn van invloed op de keuze van systeem- en applicatiesoftware. Het hoge niveau van technologie maakt het mogelijk om softwareproducten van betere kwaliteit te gebruiken met grote hoeveelheid functies. De ontwikkeling van de software voor het geautomatiseerde werkstation (AWP) van de econoom verbetert voortdurend de functies van de gebruiker, verhoogt de productiviteit van zijn arbeid en breidt de schaal van activiteiten uit. Het cumulatieve effect van de kwaliteit van de software- en hardwareapparatuur van veel hoogwerkers heeft invloed op de beheerprocessen van de organisatie als geheel, de winstgevendheid en de stabiliteit van het functioneren.
Vragen en taken voor zelfbeheersing
1. Noem de vereisten voor een reeks technische middelen.
2. Wat zijn de verschillen tussen computers van verschillende typen en klassen? Wat zijn de kenmerken van hun toepassing?
3. Wat is het doel van de servers?
4. Met welke middelen dan computers kunt u communicatie-informatiediensten implementeren?
5. Overweeg de verschillen in het doel van systeem- en applicatieprogramma's.
6. Maak een lijst van de belangrijkste systeemprogramma's.
7. Noem de toegepaste opleidingen van een economisch profiel naar mate van spreiding.
8. Wat zijn de kenmerken van de software voor de beheeractiviteiten van ondernemingen, kleine bedrijven, de vorming van bedrijfsplannen9
9. Bepaal de vereisten voor de AWP-software.
10. Hoe is de AWP-software geclassificeerd?
11. Welke toepassingen worden gebruikt in het bankwezen, management en marketing, financieel management en handel?
12. Wat is het doel van applicatieprogramma's van de klasse DBMS?
4 Hardware en software
^ IT- en IS-organisatiebeheer
Het gebruik van technische middelen gebaseerd op de systematische en complexe integratie van alle apparatuur, rekening houdend met een aantal vereisten.
De belangrijkste componenten van de technische ondersteuning zijn computers van verschillende klassen, actieschalen, universeel en gespecialiseerd, evenals de middelen voor hun interactie en communicatie, dat wil zeggen netwerkapparatuur.
Systeem- en applicatieprogramma's als onderdeel van software, hun impact op de productiviteit van een gebruiker - een econoom.
Divers marktaanbod softwareproducten, beoordeling door gebruikers van hun geschiktheid en kwaliteit in relatie tot geldelijke kosten, evenals hun toepasbaarheid in de context van specifieke ondernemingen.
^
4.1. De samenstelling van de technische ondersteuning van IT en IS beheer van de organisatie
De technische basis van het IT- en managementinformatiesysteem wordt vertegenwoordigd door een reeks autonome technische middelen voor het verzamelen, accumuleren, verwerken, verzenden, uitvoeren en presenteren van informatie, documentverwerking en kantoorapparatuur, evenals communicatiemiddelen voor informatie-uitwisseling tussen verschillende technische middelen, onderling verbonden door een enkele controle.
Het bereiken van een effectieve werking van de IS houdt in dat aan een bepaalde reeks vereisten voor een reeks technische middelen (CTS) wordt voldaan, waarvan de belangrijkste de volgende zijn:
· Minimalisering van arbeids- en kostenkosten voor het oplossen van het gehele takencomplex van het systeem;
· Implementatie van geïntegreerde informatieverwerking vanwege informatie-, technische en softwarecompatibiliteit van verschillende technische apparaten;
Gebruikers voorzien van communicatie via eindapparaten met: gedistribueerde basis gegevens; hoge betrouwbaarheid;
· Beschikbaarheid van informatiebescherming tegen ongeoorloofde toegang;
· Haalbaarheid van CTS, d.w.z. de mogelijkheid om het te creëren ten koste van standaardproducten die door de binnenlandse industrie worden geproduceerd;
flexibiliteit van de structuur van de CCC, d.w.z. het vooruitzicht om nieuwe, meer geavanceerde technische middelen in de samenstelling op te nemen naarmate de industrie ze assimileert;
· Minimalisering van kapitaaluitgaven voor de aankoop van KTS en hun huidige werking.
De effectieve werking van de IS is gebaseerd op het geïntegreerde gebruik van moderne technische middelen voor informatieverwerking en methoden voor het organiseren van technologische processen voor het oplossen van problemen. De basis voor de verdere ontwikkeling van de automatisering van beheeractiviteiten in verschillende sectoren van de economie is een nieuwe, vooruitstrevende informatietechnologie die is gericht op het gebruik van de nieuwste verworvenheden op het gebied van elektronische technologie, met name krachtige, snelle computers en moderne middelen communicatie.
De creatie van een nieuwe technologie vereist dat rekening wordt gehouden met de eigenaardigheden van de structuur van economische systemen. Allereerst is dit de complexiteit van organisatorische interactie, die het noodzakelijk maakt om hiërarchische systemen op meerdere niveaus (hoofdkantoor, filialen) te creëren met COMPLEX informatie links vooruit en achteruit richtingen met aangesloten organisaties.
Het belangrijkste element van het complex van technische middelen bedoeld voor automatische verwerking van informatie bij het oplossen van managementproblemen is een elektronische computer of computer.
Op economisch gebied zijn dit computers met verschillende capaciteiten, snelheden en afmetingen. Ze zijn ontworpen om de meest verschillende taken: economische, wiskundige, informatieve en andere problemen, gekenmerkt door de complexiteit van algoritmen en een grote hoeveelheid verwerkte gegevens, en worden veel gebruikt in krachtige computersystemen.
Karakteristieke kenmerken moderne computers zijn: hoge prestaties; een verscheidenheid aan vormen van verwerkte gegevens - binair, decimaal, symbolisch, met een groot aantal wijzigingen en een hoge weergavenauwkeurigheid; een uitgebreid scala aan uitgevoerde bewerkingen, zowel rekenkundig, logisch als speciaal; grote capaciteit van RAM; ontwikkelde organisatie van het informatie-invoer-uitvoersysteem, waardoor verschillende soorten externe apparaten kunnen worden aangesloten.
Probleemgeoriënteerde computerhulpmiddelen worden gebruikt om een kleiner aantal problemen op te lossen, meestal geassocieerd met controle technologische objecten, registratie, accumulatie en verwerking van relatief kleine hoeveelheden gegevens, het uitvoeren van berekeningen met relatief eenvoudige algoritmen. Ze zijn beperkt in vergelijking met computers voor algemeen gebruik hardware- en softwarebronnen. De probleemgeoriënteerde omvatten in het bijzonder allerlei besturingscomputersystemen.
^ Gespecialiseerde computerfaciliteiten worden gebruikt om een beperkt aantal problemen op te lossen of een strikt gedefinieerde groep functies te implementeren. Een dergelijke smalle oriëntatie maakt het mogelijk om de structuur duidelijk te specialiseren, de complexiteit en kosten van computers aanzienlijk te verminderen, terwijl hoge prestaties en betrouwbaarheid van hun werking behouden blijven. Gespecialiseerd zijn bijvoorbeeld programmeerbare microprocessors voor speciale doeleinden; adapters en controllers die logische functies uitvoeren voor de besturing van individuele eenvoudige technische apparaten, eenheden en processen; apparaten voor het coördineren en koppelen van het werk van knooppunten van computersystemen.
Op maat en functionaliteit computers die worden gebruikt bij beheeractiviteiten zijn onderverdeeld in extra groot (mainframes), groot, klein en ultraklein (microcomputers).
De functionele mogelijkheden van moderne computers onderscheiden zich door:
· Snelheid, gemeten aan de hand van het gemiddeld aantal bewerkingen dat de machine per tijdseenheid uitvoert;
· Cijfercapaciteit en weergavevormen van getallen waarmee het rekensysteem werkt;
· Nomenclatuur, capaciteit en snelheid van alle opslagapparaten;
· Nomenclatuur en technische en economische kenmerken van externe opslagapparaten, uitwisseling en input-output van informatie;
Soorten en doorvoer communicatieapparatuur en onderlinge koppeling van computerknooppunten (intramachine-interface);
· Het vermogen van een computer om gelijktijdig met meerdere gebruikers te werken en meerdere programma's uit te voeren (multiprogrammering);
· Typen en technische en operationele kenmerken van besturingssystemen die in de machine worden gebruikt;
· Beschikbaarheid en functionaliteit van software;
· De mogelijkheid om programma's uit te voeren die voor andere typen machines zijn geschreven (softwarecompatibiliteit met andere computers);
Systeem en structuur van machine-instructies:
· De mogelijkheid om verbinding te maken met communicatiekanalen en met een computernetwerk;
· Operationele betrouwbaarheid van computers;
De coëfficiënt van nuttig gebruik van computers in de tijd, bepaald door de verhouding van tijd nuttig werk en profylaxe tijd.
^ 5 Informatie Technologie beheer
Volgens experts staat nu ongeveer 70% op mainframes computer informatie; alleen al in de Verenigde Staten werden in 1998 400.000 mainframes geïnstalleerd. In Rusland worden momenteel ongeveer 5000 ES-computers en ongeveer hetzelfde aantal merk-mainframes gebruikt: IBM (ES / 9000 worden geïnstalleerd in autofabrieken, metallurgische fabrieken), Нitachi Data System, Fujitsu, enz.
Kleine computers zijn betrouwbaar, goedkoop en gebruiksvriendelijk, met iets mindere mogelijkheden dan mainframes.
Minicomputers (en de krachtigste hiervan zijn supermini's) hebben de volgende kenmerken:
· Productiviteit - tot 100 MIPS;
Capaciteit hoofdgeheugen - 4-512 Mbytes:
· Capaciteit van schijfgeheugen - 2-100 GB;
· Het aantal ondersteunde gebruikers - 16-512.
Alle gebruikte modellen van dit type zijn ontwikkeld op basis van microprocessorsets van geïntegreerde schakelingen, 16-, 32-, 64-bit microprocessors. Een breed scala aan prestaties in specifieke toepassingsomstandigheden, hardware-implementatie van de meeste systeemfuncties van informatie-invoer-uitvoer, eenvoudige implementatie van microprocessor- en multi-machinesystemen, hoge snelheid van onderbrekingsverwerking, de mogelijkheid om te werken met gegevensformaten van verschillende lengtes maken ze gemakkelijk te gebruiken in IT-beheer.
De voordelen van computers zijn: specifieke architectuur met grote modulariteit, beter dan mainframes, prestatie/prijsverhouding, verhoogde nauwkeurigheid berekeningen. Ze zijn bedoeld voor gebruik als onderdeel van managers computercomplexen... Een breed scala aan randapparatuur, traditioneel voor dergelijke complexen, wordt aangevuld met communicatieblokken tussen processors, die de implementatie van computersystemen met een variabele structuur garanderen.
Computers worden met succes gebruikt voor computergebruik in computersystemen met meerdere gebruikers, in systemen computerondersteund ontwerp, in systemen voor het modelleren van eenvoudige objecten, in kunstmatige-intelligentiesystemen.
Een personal computer voldoet aan de eisen van algemene beschikbaarheid en veelzijdigheid in gebruik en heeft de volgende kenmerken:
· Lage kosten, binnen het bereik van beschikbaarheid voor een individuele koper;
· Autonomie van verrichting zonder speciale vereisten voor milieuvoorwaarden;
· Flexibiliteit van architectuur, waardoor het aanpasbaar is aan een verscheidenheid aan toepassingen op het gebied van management, wetenschap, onderwijs, in het dagelijks leven;
... "Vriendelijkheid" van het besturingssysteem en andere software, waardoor de gebruiker ermee kan werken zonder speciale professionele training;
Hoge bedrijfszekerheid (meer dan 5000 uur MTBF).
Op het gebied van beheer worden veel personal computers gebruikt, vervaardigd door de Amerikaanse bedrijven Compaq Computer, Aple (Macintosh), Hewlett Packard, Оеll, , evenals Britse bedrijven - Spectrum, Amstrad; Frankrijk - Miral;
Italië - 0livetty; Japan - Toshiba, Panasonic en partner.
De meest populaire op dit moment zijn personal computers van een kloon (architectuur van een bepaalde richting) (VM's, waarvan de eerste modellen in 1981 verschenen. op distributie 2e plaats.
Aan het begin van 2000 was het wereldpark van computers ongeveer 250 miljoen eenheden, waarvan ongeveer 90% personal computers waren, met name waren er meer dan 100 miljoen professionele pc's van het IBM-pc-type. (ongeveer 75% van alle pc's); professionele pc's van het OES-type - ongeveer 5 miljoen stuks.
In het buitenland zijn momenteel de meest voorkomende computermodellen computers met Pentium- en Pentium Pro-microprocessors (tabel 4.1).
Tabel 4.1. Gemiddelde kenmerken van moderne IR / VM Re
| Parameter | Microprocessortype: |
|||||
| 80386 SX | 80386 OH | 80486 SX | 80486 OH | Pentium | Pentium Pro |
|
| klok frequentie, | 25-40 | 33-40 | 33-80 | 50-100 | 60-150 | 100-400 |
| Bit diepte | 32 | 32 | 32 | 32 | 64 | 64 |
| RAM-grootte, MB | 1;2;4 | 2;4;8 | 2;4;8 | 4;6;8 | 8;16 | 16;32 |
| Cachegeheugengrootte, KB | Nee | 64,128 | 128;256 | 256;512 | 512;1024 | 512;1024 |
| HDD-capaciteit, MB | 210 | 420 | 540 | 850 | 2000 | 10000 |
| Video adapter VGA / SVGA,% | 30/70 | 24/76 | 10/90 | 0/100 | 0/100 | 0/100 |
| De aanwezigheid van een coprocessor | 45 | 67 | 80 | 100 | 100 | 100 |
^ Een speciale zich snel ontwikkelende groep computers wordt gevormd door multiuser-servers die worden gebruikt in computernetwerken. Servers worden meestal microcomputers genoemd, maar in termen van hun kenmerken kunnen krachtige servers eerder worden toegeschreven aan kleine computers en zelfs mainframes, en superservers staan dicht bij supercomputers.
Server is een computer die speciaal is bedoeld voor het verwerken van verzoeken van alle stations van het computernetwerk, die deze stations toegang geeft tot gemeenschappelijke systeembronnen (rekenkracht, databases, programmabibliotheken, printers, faxen, enz.) en deze bronnen distribueert. Deze generieke server wordt vaak een applicatieserver genoemd.
^ De servers op het netwerk zijn vaak gespecialiseerd. Gespecialiseerde servers worden gebruikt om de meeste te elimineren knelpunten in het netwerk: creatie en beheer van databases en data-archieven, ondersteuning voor multicast fax en e-mail, beheer van multi-user terminals (printers, plotters), enz.
Bestanden server(File Server) wordt gebruikt om met gegevensbestanden te werken, heeft grote schijfopslagapparaten, vaak op fouttolerante schijfarrays KAYU met een capaciteit tot 1 TB.
^ Archiefserver (back-upserver) dient voor back-up van informatie in grote multi-servernetwerken, maakt gebruik van magneetbandstations (streamers) met vervangbare cartridges met een capaciteit tot 5 GB; voert meestal dagelijkse automatische archivering uit met compressie van informatie van servers en werkstations volgens het scenario dat is ingesteld door de netwerkbeheerder (uiteraard met het samenstellen van de archiefmap).
Faxserver(Net SatisFaxio) - toegewijd werkstation voor het organiseren van effectieve multicast-faxcommunicatie met meerdere faxmodemkaarten, met speciale bescherming van informatie tegen onbevoegde toegang tijdens verzending, met een opslagsysteem voor elektronische faxen.
^ Mail server (Mail Server) - hetzelfde als een faxserver, maar voor het organiseren van e-mail, met e-mailboxen.
Printserver(Pript Server, Net Port) is ontworpen voor efficiënt gebruik van systeemprinters.
^ Teleconferentieserver heeft een systeem voor automatische verwerking van videobeelden etc.
Een snelgroeiende subklasse van personal computers, notebookcomputers (notebook, laptop).
De meeste laptops werken op batterijen, maar kunnen ook op een netwerk worden aangesloten.
Ze gebruiken platte LCD-schermen met een videoprojector als videomonitoren, minder vaak - lichtgevend voor presentaties of gasontladingsschermen.
Laptopcomputers zijn zeer divers: van logge en zware (tot] 5 kg) draagbare werkstations tot miniatuurelektronica notitieboekjes met een gewicht van ongeveer 100 g Draagbare werkstations zijn de krachtigste en grootste draagbare pc's.
Ze zijn vaak gemaakt in de vorm van een koffer en dragen de slangnaam Nomadic - nomade. Hun kenmerken zijn vergelijkbaar met die van stationaire pc's - werkstations: krachtige microprocessors, vaak van het RISC-type, met klok frequentie tot 300 MHz; RAM-geheugen tot 64 MB; gigabyte schijven; snelle interfaces en krachtige videoadapters met videogeheugen tot 4 MB.
In wezen zijn dit gewone werkstations die worden aangedreven door een netwerk, maar structureel ontworpen in een behuizing die gemakkelijk mee te nemen is, en die, zoals alle laptops, een platte videomonitor met vloeibare kristallen heeft van een klasse die niet hoger is dan UAD. Nomadic heeft meestal modems en kan snel worden aangesloten op communicatiekanalen om in een computernetwerk te werken.
De belangrijkste trend in de ontwikkeling van computertechnologie op dit moment is de verdere uitbreiding van het toepassingsgebied van computertoepassingen en, als gevolg daarvan, de overgang van individuele machines naar hun systemen - computersystemen en complexen van verschillende configuraties met een breed scala aan functionele mogelijkheden en kenmerken.
De meest veelbelovende, op basis van personal computers, geografisch verspreide multi-machine computersystemen - computernetwerken - zijn niet zozeer gericht op computerinformatieverwerking als wel op communicatie-informatiediensten: e-mail, teleconferentiesystemen en informatie- en referentiesystemen.
In het Intemet-netwerk wordt het hypertext-principe geïmplementeerd, waarbij de abonnee, die de trefwoorden kiest die in de leesbare tekst worden gevonden, de nodige aanvullende uitleg en materialen kan ontvangen.
Bij de ontwikkeling en creatie van moderne pc's is de afgelopen jaren een aanzienlijke en stabiele prioriteit gegeven aan superkrachtige computers - supercomputers, evenals miniatuur- en subminiatuur-pc's. Er wordt onderzoek verricht om computers van de 6e generatie te maken op basis van een gedistribueerde neurale architectuur van neurocomputers.
De wijdverbreide introductie van multimediatools, voornamelijk audio- en video-invoer en -uitvoer van informatie, zal het mogelijk maken om in een natuurlijke taal met een computer te communiceren.
Software(eng. software) Is een reeks programma's die zorgen voor het functioneren van computers en de oplossing met hun hulp van problemen van vakgebieden. Software (SW) is een integraal onderdeel van een computersysteem, is een logisch vervolg op technische middelen en bepaalt de omvang van de computer.
De software van moderne computers omvat veel verschillende programma's, die grofweg in drie groepen kunnen worden onderverdeeld (Fig. 3.1):
1. Systeemsoftware (systeemprogramma's);
2. Applicatiesoftware (applicatieprogramma's);
3. Instrumentele ondersteuning (instrumentele systemen).
Systeem software (SPO) zijn programma's die de werking van een computer besturen en verschillende ondersteunende functies uitvoeren, bijvoorbeeld het beheren van computerbronnen, het maken van kopieën van informatie, het controleren van de werking van computerapparatuur, het verstrekken van referentie-informatie over een computer, enz. Ze zijn bedoeld voor alle categorieën gebruikers worden gebruikt voor een effectieve werkcomputer en -gebruiker, evenals voor de efficiënte uitvoering van applicatieprogramma's.
De centrale plaats tussen systeemprogramma's wordt ingenomen door besturingssystemen (eng. besturingssystemen). Besturingssysteem (OS) is een reeks programma's die zijn ontworpen om het laden, starten en uitvoeren van andere aangepaste programma's, evenals voor het plannen en beheren van computerbronnen van computers, d.w.z. controle over het werk van de pc vanaf het moment dat deze wordt ingeschakeld tot het moment dat de stroom wordt uitgeschakeld. Het laadt automatisch wanneer de computer wordt ingeschakeld, voert een dialoog met de gebruiker, bestuurt de computer, zijn bronnen ( RAM, schijfruimte, enz.), start andere programma's voor uitvoering en biedt de gebruiker en programma's: handige manier communicatie - koppel - met computerapparatuur. Met andere woorden, het besturingssysteem zorgt voor de werking en onderlinge verbinding van alle componenten van de computer en geeft de gebruiker ook toegang tot de hardwaremogelijkheden.
Het besturingssysteem bepaalt de prestaties van het systeem, de mate van gegevensbescherming, de keuze van programma's die op de computer kunnen worden gebruikt en hardwarevereisten. Voorbeelden van besturingssystemen zijn MS DOS, OS/2, Unix, Windows 9x, Windows XP.
Servicesystemen de mogelijkheden van het besturingssysteem uitbreiden voor systeemonderhoud, gebruiksvriendelijkheid bieden. Deze categorie omvat onderhoudssystemen, shell- en OS-omgevingen en hulpprogramma's.
Onderhoudssystemen Is een set pc-software en -hardware die controle, tests en diagnostiek uitvoert en wordt gebruikt om de werking van computerapparatuur te controleren en storingen op te sporen tijdens de werking van de computer. Ze zijn een hulpmiddel voor specialisten in de bediening en reparatie van computerhardware.
Om een handiger en intuïtievere gebruikersinterface met een computer te organiseren, gebruikt u besturingssysteemshells - programma's waarmee de gebruiker acties kan uitvoeren om computerbronnen te beheren met andere middelen dan die van het besturingssysteem (begrijpelijker en efficiënter). Enkele van de meer populaire skins zijn de NortonCommander-pakketten ( Symantec), FAR (FileandArchivemanageR) ( E. Roshal).
Nutsvoorzieningen (Gereedschap, lat. utilitas- voordeel) zijn hulpprogramma's die de gebruiker een aantal aanvullende diensten bieden voor de uitvoering van vaak uitgevoerde werkzaamheden of het gemak en comfort van het werk vergroten. Waaronder:
Packing-programma's (archivers) waarmee u informatie op schijven dichter kunt vastleggen en kopieën van verschillende bestanden kunt combineren tot één, de zogenaamde archiefbestand(archief);
· Antivirusprogramma's die zijn ontworpen om infectie met computervirussen te voorkomen en de gevolgen van infectie te elimineren;
· Programma's voor optimalisatie en kwaliteitscontrole van schijfruimte;
· Programma's voor informatieherstel, opmaak, gegevensbescherming;
· Programma's voor het opnemen van cd's;
· Stuurprogramma's - programma's die de mogelijkheden van het besturingssysteem uitbreiden om invoer-/uitvoerapparaten, RAM, enz. te beheren. Wanneer u nieuwe apparaten op de computer aansluit, moet u de juiste stuurprogramma's installeren;
· Communicatieprogramma's die de uitwisseling van informatie tussen computers organiseren, enz.
Sommige hulpprogramma's zijn opgenomen in het besturingssysteem en sommige worden op de markt geleverd als zelfstandige softwareproducten, bijvoorbeeld het multifunctionele pakket servicehulpprogramma's Norton Utilities ( Symantec).
Applicatiesoftware(PPO) is ontworpen om gebruikersproblemen op te lossen. Het bevat gebruikerstoepassingen en toepassingspakketten (PPS) voor verschillende doeleinden .
Gebruikerstoepassing Is een programma dat bijdraagt aan de oplossing van een probleem binnen een bepaald probleemgebied. Applicatieprogramma's kunnen zowel stand-alone als onderdeel van softwarepakketten of -pakketten worden gebruikt.
Applicatiepakketten (PPP) zijn speciaal georganiseerde softwaresystemen die zijn ontworpen voor algemeen gebruik in een specifiek probleemgebied en worden aangevuld met passende technische documentatie. De volgende soorten RFP worden onderscheiden:
· RFP voor algemeen gebruik- universele softwareproducten die zijn ontworpen om een brede reeks gebruikerstaken te automatiseren. Waaronder:
Teksteditors(bijv. MSWord, WordPerfect, Lexicon);
Tafelprocessors(bijv. MSExcel, Lotus 1-2-3, QuattroPro);
Dynamische presentatiesystemen(bijv. MSPowerPoint, FreelanceGraphics, HarvardGraphics);
Databasebeheersystemen(bijv. MSAccess, Oracle, MSSQLServer, Informix);
Grafische editor(bijvoorbeeld CorelDraw, AdobePhotoshop);
Publicatiesystemen(bijvoorbeeld PageMaker, VenturePublisher);
Ontwerp automatiseringssystemen(bijv. BPWin, ERWin);
Elektronische woordenboeken en vertaalsystemen(bijv. Prompt, Socrates, Lingvo , Context);
OCR-systemen(bijvoorbeeld FineReader, CuneiForm).
Systemen voor algemeen gebruik worden vaak geïntegreerd in pakketten voor kantoorautomatisering met meerdere componenten - kantoorpakketten -MicrosoftOffice, StarOffice, enz.
· methodegerichte RFP, die gebaseerd zijn op de implementatie van wiskundige methoden voor het oplossen van problemen. Deze omvatten bijvoorbeeld wiskundige gegevensverwerkingssystemen (Mathematica, MathCad, Maple), statistische gegevensverwerkingssystemen (Statistica, Stat).;
· probleemgerichte RFP zijn ontworpen om een specifiek probleem in een specifiek vakgebied op te lossen. Bijvoorbeeld informatie- en rechtssystemen YurExpert, YurInform; boekhoud- en controlepakketten 1C: Boekhouding, Galaxy, Angelica; op het gebied van marketing - Orka, MarketingExpert; banksysteem STBank;
· geïntegreerde RFP zijn een verzameling van verschillende softwareproducten die in één tool zijn gecombineerd. De meest ontwikkelde daarvan zijn een teksteditor, een persoonlijke manager (organisator), een spreadsheet, een databasebeheersysteem, e-mailondersteuning, een programma voor het maken van presentatieafbeeldingen. De resultaten die door afzonderlijke subroutines worden verkregen, kunnen worden gecombineerd tot een definitief document dat tabel-, grafisch en tekstueel materiaal bevat. Deze omvatten bijvoorbeeld MSWorks. Geïntegreerde pakketten bevatten meestal een soort kernel die de mogelijkheid biedt nauwe interactie tussen de componenten.
Typisch hebben applicatiesoftwarepakketten aanpassingstools waarmee ze tijdens het gebruik kunnen worden aangepast aan de specifieke kenmerken van het onderwerp.
TOT instrumentale software erbij betrekken: programmeersystemen – voor de ontwikkeling van nieuwe programma's, bijvoorbeeld Pascal, BASIC. Ze omvatten meestal: tekstverwerker het maken en bewerken van programma's in de bronprogrammeertaal (bronprogramma's), vertaler, en subroutinebibliotheken; instrumentale omgevingen voor applicatieontwikkeling, bijvoorbeeld C ++, Delphi, VisualBasic, Java, inclusief visuele programmeertools; simulatie systemen , bijvoorbeeld het MatLab-simulatiesysteem, het BpWin-systeem voor bedrijfsprocesmodellering en databases ErWin-gegevens ander.
Vertaler(eng. vertaler- vertaler) is een vertaalprogramma dat een programma van een taal op hoog niveau omzet in een programma dat bestaat uit machine-instructies. Vertalers worden geïmplementeerd als: compilers of tolken, die aanzienlijk verschillen in hoe ze werken.
Compiler(eng. compiler- compiler, verzamelaar) leest het hele programma geheel, maakt de vertaling en maakt een volledige versie van het programma in machinetaal, die vervolgens wordt uitgevoerd. Na compilatie wordt een uitvoerbaar programma verkregen, tijdens de uitvoering waarvan geen van beide origineel programma noch de compiler.
Tolk(eng. tolk- tolk, tolk) vertaalt en voert het programma uit lijn bij lijn... Het programma dat door de tolk wordt verwerkt, moet elke keer dat het wordt gestart opnieuw worden vertaald in machinetaal.
Gecompileerde programma's werken sneller, maar geïnterpreteerde programma's zijn gemakkelijker te repareren en te wijzigen.
Invoering.
Inleiding …………………………………………………………… …………… ...… 1 p.
Servicesoftware (hulpprogramma's). ……………………………… ... 2 p.
Onderhoudsprogramma's ………………………………………… ..4 p.
Archivering ………………………………………………………………………………… 6 p.
Antivirusprogramma's ………………………………………………………… 7 p.
Servicesoftware (hulpprogramma's).
Servicesoftware Is een set softwareproducten die de gebruiker aanvullende services bieden bij het werken met een computer en de mogelijkheden van besturingssystemen uitbreiden.
Op functionaliteit kunnen servicetools worden onderverdeeld in:
Verbetering van de gebruikersinterface:
· Gegevens beschermen tegen vernietiging en onbevoegde toegang;
· Gegevens herstellen;
· Het versnellen van de uitwisseling van gegevens tussen de schijf en RAM;
· Archiveren-dearchiveren;
· Antivirusprogramma's.
Door middel van organisatie en implementatie kunnen servicetools worden weergegeven door: shells, hulpprogramma's en stand-alone programma's. Het verschil tussen shells en utilities komt vaak alleen tot uiting in de veelzijdigheid van de eerste en de specialisatie van de laatste.
Shells bieden de gebruiker een kwalitatief nieuwe interface en bevrijden hem van gedetailleerde kennis van de bediening en OS-commando's. De functies van de meeste shells, bijvoorbeeld de MS-DOS-familie, zijn gericht op het werken met bestanden en mappen en bieden Snelzoeken bestanden; het maken, bekijken en bewerken van tekstbestanden; het verstrekken van informatie over de locatie van bestanden op schijven, de bezettingsgraad van schijfruimte en RAM.
Alle shells bieden een zekere mate van bescherming tegen gebruikersfouten, waardoor de kans op onbedoelde bestandsvernietiging wordt verkleind.
Norton Commander is de meest populaire shell die beschikbaar is voor de MS-DOS-familie.
Nutsvoorzieningen- programma's die worden gebruikt om aanvullende gegevensverwerkingen of computeronderhoud uit te voeren.
De meest gebruikte hulpprogramma's zijn voor de volgende doeleinden:
- Back-upprogramma's - maken back-ups informatie over schijven.
- Antivirusprogramma's - ontworpen om infectie met een computervirus te voorkomen en de gevolgen van infectie te elimineren.
- Inpakprogramma's maken het mogelijk door het gebruik van: speciale methoden"Inpakken", comprimeer informatie op schijven en combineer kopieën van verschillende bestanden in één archiefbestand. Voor DOS – PKZIP en ARJ .
- Russifier-programma's, pas een ander programma aan om met Russische letters en teksten te werken (en vertaal soms de menu's en berichten in het Russisch).
- Programma's voor het verwijderen van applicaties. Veel softwarepakketten bevatten installatieprogramma's, maar geen tools om deze complexen te verwijderen. Voor het correct verwijderen van softwarecomplexen worden programma's voor het verwijderen van applicaties gebruikt.
- Met programma's voor schijfoptimalisatie kunt u sneller toegang bieden tot informatie op schijf door de plaatsing van gegevens op schijf te optimaliseren. Deze programma's verplaatsen alle secties van elk bestand naar elkaar, verzamelen alle bestanden aan het begin van de schijf, enz. Van de programma's voor optimalisatie wordt het veel gebruikt SpeedDisk .
- Programma's voor beperking van gegevenstoegang. In veel gevallen moet u uw computer beschermen tegen ongewenste gebruikers. Programma Norton Schijfslot uw computer met een wachtwoord beveiligen, voorkomen dat onbevoegden uw computer opstarten, om een wachtwoord vragen na een werkonderbreking, enz.
- Programma's voor geheugenbeheer zorgen voor een flexibeler gebruik van het RAM-geheugen van de computer.
- Schijfcaches versnellen de toegang tot informatie op een schijf door een cachebuffer in RAM te organiseren die de meest gebruikte delen van de schijf bevat.
De hulpprogramma's bieden de gebruiker aanvullende diensten (waarvoor geen speciale programma's hoeven te worden ontwikkeld), voornamelijk voor het onderhoud van schijven en het bestandssysteem.
Met hulpprogramma's kunt u meestal de volgende functies uitvoeren:
· onderhoud van schijven (formatteren, zorgen voor de veiligheid van informatie, de mogelijkheid van herstel in geval van storing, enz.);
· Serveren van bestanden en mappen (vergelijkbaar met shells);
· Creëren en bijwerken van archieven;
· Informatie verstrekken over computerbronnen, over schijfruimte, over de verdeling van RAM tussen programma's;
· Tekst en andere bestanden afdrukken in verschillende modi en formaten;
· Bescherming tegen computervirussen.
Van de hulpprogramma's die de grootste populariteit hebben gekregen, kunnen we het multifunctionele complex Norton Utilities noemen.
Onderhoudsprogramma's.
Onderhoudsprogramma's betekenen: een set software- en hardwaretools voor het diagnosticeren en detecteren van fouten tijdens de werking van een computer of een computersysteem als geheel.
Ze bevatten:
· middel van diagnostiek en testcontrole van de juiste werking van de computer en zijn afzonderlijke onderdelen, waaronder: automatisch zoeken fouten en storingen met een bepaalde lokalisatie ervan in de computer;
Speciale programma's voor diagnostiek en besturing van de computeromgeving informatie Systeem in het algemeen, inclusief hardware- en softwarecontrole, die automatische controle de bruikbaarheid van het gegevensverwerkingssysteem vóór de start van het computersysteem in de volgende productieploeg.
Complex van onderhoudsprogramma's
De eigenaardigheden van de samenstelling van computerhardware worden in aanmerking genomen door een complex van onderhoudsprogramma's (MTO). Dit complex omvat afstel-, verificatie- en diagnostische testprogramma's.
Inbedrijfstellingsprogramma's bieden autonome configuratie en testen van individuele computerapparaten. Ze zijn meestal functioneel onafhankelijk van OS-programma's. Verificatietestprogramma's zijn bedoeld voor periodieke controles op het correct functioneren van apparaten, bijvoorbeeld na inbedrijfstelling. Diagnostische programma's worden gebruikt wanneer het nodig is om apparatuurstoringen te classificeren en de foutlocatie te lokaliseren. De initiatie van de werking van deze programma's wordt meestal uitgevoerd door de OS-modules nadat de storingen en storingen van de bewakingsapparatuur zijn verholpen.
Screeningtoets - Programma's hebben een speciale plaats in de CBTO. De uitvoering ervan onmiddellijk voor de berekeningen maakt het mogelijk om ervoor te zorgen dat de technische middelen van het systeem in goede staat zijn, en dus om de betrouwbaarheid van de gegevensverwerkingsresultaten te vergroten.
In de IBM PC hebben deze tools een eigenaardige structurele en functionele organisatie... Sommige van deze tools zijn opgeslagen in het ROM van de computer. Elke keer dat de pc wordt ingeschakeld en opnieuw wordt opgestart, wordt de voorlopige controle uitgevoerd door een test uit te voeren POST-programma's(Power On Set Test), bestaande uit meer dan een dozijn afzonderlijke programmafragmenten. De volgorde van de controles is als volgt. Eerst wordt de systeemeenheid gecontroleerd op prestaties. Om dit te doen, worden alle registers van de machine "op nul gezet" en worden ze achtereenvolgens gecontroleerd door individuele constanten in te voeren, eenvoudige bewerkingen erop uit te voeren en de resultaten te vergelijken met referentiewaarden. Daarna worden de cellen van het RAM gecontroleerd (tests van het RAM wanneer het systeem opnieuw opstart vanaf de toetsen) buiten beschouwing gelaten). Daarna worden de standaard randapparatuur gecontroleerd: toetsenbord, diskdrives, beeldscherm, etc. Bij eventuele fouten bij elke stap van de test worden bepaalde geluidssignalen gegenereerd, vergezeld van passende berichten op het beeldscherm.
Naast de ingebouwde regelmogelijkheden bevat de pc-software ook autonome regel- en diagnosevoorzieningen. Het aantal van dergelijke sets programma's is vrij groot en met elk ervan kunt u systeeminformatie detailleren: het bepalen van de volledige configuratie van de pc en de kenmerken van de afzonderlijke onderdelen (type processor, aanwezigheid van een coprocessor, type moederbord, soorten gebruikte schijven, hoeveelheid RAM en de distributie ervan, aansluiting van extra randapparatuur enz.).
Naast het bewaken van de gezondheid, kunnen ze aangeven hoe efficiënt middelen worden gebruikt en deze opnieuw toewijzen.
Alle gebruikers proberen de pc-software aan te vullen met hulpprogramma's voor het systeem. Deze programma's worden niet direct gebruikt in het rekenproces, maar bieden de nodige en gevarieerde diensten bij het voorbereiden van taken door gebruikers. Sommige van deze programma's kunnen worden gecombineerd tot pakketten. Pakketten zoals Norton Utilites, PC Tool Deluxe, enz. zijn wijdverbreid. Voorbeelden van dergelijke programma's kunnen zijn: archiveringsprogramma's, antivirusprogramma's, schijfonderhoudsprogramma's (schijfoptimalisatie, schijfcompressie, schijfgezondheidsdetectie), enz.
Archiveren.
Archiver is een programma dat een bestand of een groep bestanden comprimeert tot één archiefbestand om hun grootte te verkleinen. In dit geval gaat er geen beetje informatie verloren en kan elk bestand uit het archief worden gehaald. Wat levert archiveren op? Ten eerste bespaart het schijfruimte, ten tweede kan er een grote hoeveelheid informatie op een diskette worden gezet en ten derde is het mogelijk om grote bestanden per e-mail te verzenden.
Sinds het begin van de jaren 80 van de 20e eeuw, in verband met de massaproductie en introductie van personal computers (pc's), is het idee van systeemautomatisering van het ontwerpproces praktisch haalbaar geworden voor ontwerporganisaties van elke schaal: van een groot instituut tot een privékantoor. Enerzijds is het concept CAD eenvoudiger geworden en wordt het vaak geassocieerd met een bepaald computerprogramma. Aan de andere kant is het ontwerpen van complexe technische objecten alleen mogelijk in het kader van CAD als een organisatorisch en technisch systeem, dat gebaseerd is op het volledige potentieel van informatietechnologieën.
CAD-softwaretools worden geclassificeerd als een eenheid van de volgende componenten: technisch, softwarematig, wiskundig, methodologisch, informatief en organisatorisch.
2.1. Hardware en software
Technische ondersteuning is een reeks technische middelen waarmee ze gegevens die verband houden met het ontwerpobject verzamelen, verwerken, opslaan, transformeren en overdragen.
De basis van technische ondersteuning wordt gevormd door computerfaciliteiten en in de eerste plaats is het een personal computer.
De standaardconfiguratie van een computer is bekend (zie Fig. 2.1):
· systeemeenheid, bestaande uit een processor, RAM, voeding, harde schijf, andere gegevensopslagapparaten, poorten voor het aansluiten van randapparatuur;
· toetsenbord voor het invoeren van informatie;
· monitor voor het weergeven van informatie;
· muis voor het gemak van de dialoog "mens-computer".
Rijst. 2.1. Personal computer met standaardconfiguratie
Het concept van randapparatuur omvat een breed scala aan technische middelen. Allereerst zijn dit tools voor het verzamelen en verwerken van data voor het ontwerp. Dit zijn onder meer elektronische geodetische apparatuur (tacheometers, satellietnavigatiesystemen, laserscanners, enz.), die ofwel direct onder de besturing van computers werken, ofwel meetgegevens in de vorm van computerbestanden verzenden. Meer gedetailleerde informatie over de technische middelen van technische onderzoeken is te vinden in hfst. 4.
Als de initiële informatie over de geprojecteerde weg wordt gepresenteerd in de vorm van tabletten met topografische plannen, gebruik dan om informatie van papier naar elektronische vorm om te zetten scanners(zie figuur 2.2, a) . Er zijn roll-to-roll of flatbed scanners. De scannauwkeurigheid van deze laatste is aanzienlijk hoger en kan oplopen tot 12000 dpi (dots per inch - dots per inch). Als het gaat om het ontwerpen van complexe technische objecten, gebruiken ze grootformaat engineeringscanners A 0 (A 1).
De grafische uitvoerinformatie over het ontwerpobject (tekeningen) wordt ook afgedrukt op grootformaat plotters. Door papierinvoermethode: plotters net als scanners zijn er rollen (Figuur 2.2, b) of flatbed. Door de methode van het aanbrengen van de kleurstof - laser of inkjet. De vraag wat de technische tekening moet zijn, zwart-wit of kleur, is onlangs ondubbelzinnig opgelost ten gunste van kleur. Ten eerste gezien de grote vooruitgang op het gebied van kleurendruk, die iets duurder is geworden dan zwart-wit. Ten tweede bevat kleur aanvullende informatie over het ontworpen object en helpt het om de efficiëntie van visuele analyse van dergelijke tekeningen te vergroten.
VORM \ * SAMENVORMING
Rijst. 2.2. a) Rolscanner; b) Plotterrol
Computerrandapparatuur omvat ook digitale foto- en videoapparaten, die nu veel worden gebruikt bij het verzamelen van initiële gegevens voor het ontwerp van wegen.
Om gezamenlijk aan een project te werken en snel informatie uit te wisselen, worden computers gecombineerd tot lokale (intranet) en wereldwijde (internet) netwerken, met als technische componenten servers, netwerkkaarten, modems, glasvezelnetwerken, etc.
Software CAD is onderverdeeld in: systeembreed en toegepast.
Systeembrede software omvat in de eerste plaats besturingssystemen (OS), die alle processen in computers besturen. De opkomst en evolutie van het besturingssysteem verliep parallel met de ontwikkeling van de computers zelf. Als de oprichting van de eerste personal computer is gekoppeld aan een bedrijf IBM(www. ibm. com ), toen verscheen het eerste massale besturingssysteem voor deze computer van het bedrijf Microsoft( www. microsoft. com) en werd genoemd MEVROUW- DOS.
14-jarig evolutionair pad (van 1981 tot 1995) MEVROUW- DOS versies 1.0-7.0 hebben bijgedragen aan de introductie van computers, van het oplossen van technische problemen tot het alomtegenwoordige gebruik ervan in alle levenssferen.
Sinds het begin van de jaren 90, ter vervanging MEVROUW- DOS komt ramen(uit het Engels - windows) ook van het bedrijf Microsoft die stelt u in staat om met meerdere programma's (vensters) tegelijkertijd te werken, eenvoudig tussen deze programma's te schakelen zonder dat u afzonderlijke programma's hoeft te sluiten en opnieuw te starten. In de beginfase van ontwikkeling ramen geserveerd als, opgediend als grafische interface voor MEVROUW- DOS.
Met een uitgang ramen 3.1 (1992) dit besturingssysteem wordt geassocieerd als een onafhankelijk besturingssysteem, in staat om te werken met meer dan 640 kb RAM, met schaalbare lettertypen TrueType.
Afgestudeerd in 1993 ramenNT(afkorting van nieuwe technologie - nieuwe technologie) werd goed ontvangen door ontwikkelaars vanwege de verbeterde beveiliging, stabiliteit en geavanceerde API-koppel Winnen32 dat maakt het eenvoudig om krachtige programma's samen te stellen.
In 1995 komt uit ramen95 - de meest gebruiksvriendelijke versie ramen, voor de installatie waarvan u niet vooraf hoeft te installeren DOS; zijn uiterlijk maakt de pc toegankelijker voor de massaconsument. Windows 95 heeft een ingebouwde set protocollen TCP/ IK P en lange bestandsnamen zijn toegestaan.
ramen 98 (1998) - laatste versie ramen gebaseerd op de oude kern, functionerend op het fundament DOS... Systeem ramen 98 geïntegreerd met de browser internetOntdekkingsreiziger 4 en is compatibel met tal van nieuwe hardwarestandaarden, waaronder USB-poorten. Volgend Windows-versies ontwikkeld op basis van de NT-kernel.
Momenteel (sinds 2001) werken de meeste applicatieprogramma's, waaronder CAD, onder controle van het besturingssysteem. MEVROUWramenXP(uit het Engels eXPerience - ervaring).
Nieuwe probleemgeoriënteerde interface MEVROUWramenXP maakt het mogelijk om in de kortst mogelijke tijd de principes van het werken met het besturingssysteem onder de knie te krijgen, zelfs voor gebruikers die nog nooit systemen van het gezin hebben ontmoet ramen... Toegepast in ramenXP geavanceerde webtechnologieën bieden de mogelijkheid om tekst uit te wisselen en spraakberichten, het creëren van webprojecten van verschillende complexiteitsniveaus en het delen van applicaties, niet alleen in lokaal netwerk maar ook op internet.
De voorwaardelijk systeembrede software omvat: MEVROUWKantoor, waarvan een aantal toepassingen (teksteditor Woord, spreadsheets Excel) zijn de facto standaarden geworden in hun klasse van programma's. Vrijwel alle CAD-systemen die tekstdocumenten genereren als uitvoergegevens doen dit in de omgeving MEVROUWWoord, en tabelvormen - in de omgeving MEVROUWExcel.
TOT toepassingsprogramma's, naast de CAD zelf, omvatten: vectorizers; programma's voor het verwerken van geodetische gegevens, teledetectiegegevens; databasebeheersystemen (DBMS); o(PDMS), enz.
De laatste van de genoemde (SDPKD) zijn uiterst belangrijk in het werk van ontwerporganisaties, omdat ze grotendeels zorgen voor het functioneren van kwaliteitscontrolesystemen bij de productie van ontwerpproducten.
Van de vele programma's in deze klasse is het meest volledig functionele systeem: PartijPLUS(ontwikkelaar - Lotsiya Soft-bedrijf, Moskou, www. lotia. com ).
PartijPLUS is een professioneel systeem gebouwd in een "client-server"-architectuur op basis van een DBMS-type Orakel, MEVROUWSQL- Server, Sybase en gekenmerkt door betrouwbaarheid, prestaties, schaalbaarheid en veiligheid.
Rijst. 2.3. Party PLUS documentbeheersysteem
Het systeem bevat een beveiligd archief van documenten, evenals ingebouwde tools voor gratis en vooraf gedefinieerde routering van documenten, opdrachten en bedrijfsprocesbeheer. Het systeem ondersteunt de modus van parallel collectief werk van verschillende gebruikersgroepen en biedt beheer van alle informatie met betrekking tot het project, waardoor medewerkers van de ontwerporganisatie niet alleen toegang hebben tot de projectbeschrijving, maar ook informatie over dit project kunnen beheren.
Als de onderneming meerdere geografisch verspreide ontwerpafdelingen heeft, gebruik dan: PartijPLUS u kunt foutopsporingsinteractie tussen externe afdelingen organiseren wanneer u aan meerdere projecten werkt.
PartijPLUS heeft de functie om de geschiedenis van alle technische wijzigingen in de projectstructuur bij te houden, de mogelijkheid om de huidige staat te vergelijken met de staat voor elke datum. Er zijn tools om multivariate ontwerpen te ondersteunen met de opslag van opties die niet zijn opgenomen in het hoofdproject, tools om het werken met documentversies te ondersteunen. Het is mogelijk om analogen of gerelateerde elementen voor een projectelement in te stellen, elementen te groeperen volgens verschillende criteria.
Systeem PartijPLUS is veelzijdig, maximaal flexibel om problemen op te lossen in verschillende takken van techniek, waaronder de wegenbouw, en is gericht op het gelijkwaardig werken met verschillende CAD-systemen.
2.2. Wiskundige en methodologische ondersteuning
Wiskundige software Is een reeks analytische en numerieke methoden, wiskundige modellen en algoritmen voor het uitvoeren van ontwerpprocedures. Het gebruik van bepaalde methoden hangt af van het niveau van CAD-ontwikkeling, de eigenschappen van ontwerpobjecten en de aard van de taken die worden opgelost.
In de beginfase van CAD-ontwikkeling werden de algoritmen van handmatige ontwerpmethoden uitgevoerd. Dit droeg bij aan een vermindering van de ontwerptijd, maar de kwaliteit van ontwerpoplossingen verbeterde praktisch niet.
Het eerste werk op het gebied van optimalisatie van ontwerpoplossingen begon in de jaren 70 en hield in de eerste plaats verband met het ontwerp van een langsprofiel. De werken van EL Filstein en zijn methode van "grensiteraties", VI Struchenkov en zijn methode van "gradiëntprojectie" bepaalden de positie van de projectlijn van het longitudinale profiel, rekening houdend met de minimalisering van het volume van grondwerken. Reeds in dit stadium was het noodzakelijk om de presentatie van de projectlijn in de vorm van een reeks rechte lijnen en cirkelbogen te verlaten en over te schakelen naar het model van de projectlijn in de vorm van een onderbroken lijn (lineaire spline). Deze methoden hadden echter geen invloed op de algemene (basis)principes van het inmeten en ontwerpen van snelwegen.
De overgang in de jaren 90 naar systeemautomatisering van wegontwerp op basis van digitale terreinmodellen leidde tot een significante verandering in de gehele technologie van ontwerp- en landmeetkundig werk.
Tijdens de periode van "handmatig" ontwerp van snelwegen werden geodetische onderzoeken uitgevoerd door de "piket" -methode. De essentie van deze methode bestaat uit de volgende werkfasen:
· Veldtracering van de weg. In dit geval is het tangentiële traject van het tracé tegelijkertijd het hoofdtracé voor alle volgende aanpassingswerken, zowel in de onderzoeksfase als in de constructiefase.
· Geplande bevestiging op grote hoogte van de route met wegmarkeringen en hoekpalen.
· Uitzetten van picketage langs de snelweg. Niet alleen piketpunten worden doorbroken en vastgezet, maar ook positieve (karakteristieke) punten die samenhangen met ontlastingsonderbrekingen, de kruising van waterstromen, nutsvoorzieningen en wegen.
· Dubbele longitudinale geometrische uitlijning van de weg volgens de ontvangen piketage.
· Doorsnede onderzoek. Bij het uitzetten van stationering langs de weg worden dwarsprofielen tegelijkertijd op alle piket- en pluspunten uitgezet. Op rechte gedeelten van de route zijn de doorsneden loodrecht op de as van de weg verdeeld en op gebogen gedeelten - loodrecht op de raaklijn aan de route. De lengte van de doorsnede is zodanig genomen dat de ondergrond met al zijn structurele elementen zich erin bevindt.
Het onderzoek van doorsneden wordt uitgevoerd om langs- en dwarsprofielen langs de geaccepteerde route te construeren voor het daaropvolgende ontwerp van de ondergrond, de organisatie van een oppervlaktedrainagesysteem, de berekening van het volume van grondwerken en de voorbereiding van projectdocumentatie.
Zoals uit het bovenstaande volgt, is het met de "piket"-meetmethode niet mogelijk om de positie van de uitlijning en bijgevolg alle andere projecties in de ontwerpfase te veranderen. Het creatieve begin van de ontwerpactiviteit met deze methode is dus beperkt vanwege de vooraf bepaalde positie van de wegroute, wat de kwaliteit van de uiteindelijke ontwerpoplossingen aanzienlijk beïnvloedt. Merk ook op dat in veldomstandigheden traceren, bij gebrek aan computertechnologie, beperkte de landmeter-ingenieur zich tot een elementair route-afrondingsschema van het type "clothoid-circular curve-clothoid", dat kon worden uitgesplitst volgens de juiste uitsplitsingstabellen.
Een heel ander perspectief wordt geopend door de "no-picket"-methode van wegenmeting, waarvan de prioritaire toepassing mogelijk is geworden dankzij de verworvenheden van elektronische tacheometrie en computertechnologie.
Onderzoek met deze methode is als volgt:
· In de strook van mogelijke ontwerpoplossingen, bepaald in de pre-ontwerpfase, wordt de hoofdroute (doorgangennetwerk) gelegd en vastgelegd.
· Er wordt een tacheometrisch onderzoek van de variatiestrook uitgevoerd. Tegelijkertijd wordt een hoge productiviteit van het werk gegarandeerd, omdat alle metingen die nodig zijn om de ruimtelijke coördinaten van onderzoekspunten van het terrein te bepalen, op een complexe manier worden uitgevoerd met behulp van één geodetisch apparaat - een tacheometer.
· Een digitaal terreinmodel wordt vanuit een elektronisch total station ingelezen in een computer, die de basis vormt voor alle verdere ontwerpprocedures.
Merk op dat bij de "no-picket"-meetmethode de locatie van de route niet in de onderzoeksfase wordt bepaald, maar in de ontwerpfase (in kantooromstandigheden). Dit maakt het mogelijk om de locatie van de route in bijna elk ontwerpstadium te variëren, om de modernste wiskundige methoden te gebruiken, inclusief optimalisatie, om de locatie van de route en de beschrijving ervan vast te stellen.
Gezien het driedimensionale karakter van het DTM en de oppervlakken die het genereert, ontstaat er een unieke kans voor ruimtelijke wegroutering. Momenteel worden de methodologie en algoritmen voor ruimtelijke tracering met succes ontwikkeld in het kader van CAD en zouden binnenkort het arsenaal aan geavanceerde technologieën voor de wegontwerppraktijk moeten aanvullen.
Van de vele methoden van computationele wiskunde die beschikbaar zijn gekomen in de context van systeemautomatisering design werk, laten we ons concentreren op splines en Bezier-curven die worden gebruikt in geautomatiseerde wegroutering in bovenaanzicht en langsprofiel.
Interpolatie splines. Zoals u weet, komt de term "spline" van de naam van een tekengereedschap - een dunne metalen of houten liniaal die buigt om door instelpunten (x ik, ja ik= F(x ik)).
Dan neemt de spie in de evenwichtspositie een vorm aan die zijn potentiële energie minimaliseert. En in de bundeltheorie is vastgesteld dat deze energie evenredig is met de integraal over de lengte van de boog vanaf het kwadraat van de kromming van de spline:
onder voorwaarden S(x ik) = ja ik.
Rijst. 2.4. Contouren van een spline als wiskundige analoog van een liniaal
Splines kunnen op 2 manieren worden gedefinieerd: op basis van wederzijdse overeenstemming eenvoudige functies en van de oplossing tot het minimaliseringsprobleem.
De splines bepaald door de eerste methode omvatten interpolatie splines, die nodig zijn voor de analytische presentatie van discreet gegeven informatie.
Gladmakende splines worden meestal gedefinieerd op basis van de 2e methode. Het zijn de afvlakkende splines die de breedste toepassing zouden moeten vinden voor het optimaliseren van die ontwerpoplossingen, die in de eerste fase van overweging in de regel bij benadering zijn.
In de ontwerppraktijk worden in de regel splines van de 1e en 3e graad gebruikt. Splines van de 1e graad (lineair) dienen ten eerste een goede en toegankelijke illustratie voor het begrijpen van de processen van het construeren van spline-algoritmen, en ten tweede zijn ze voldoende voor het beschrijven van geometrische elementen van wegen weergegeven als onderbroken lijnen (hoofd- en tangentiële passages, longitudinale en dwarse grondprofielen, enz.).
Splines van de 1e graad. Splines van de 1e graad (onderbroken lijnen) zijn eenvoudig genoeg om te begrijpen en weerspiegelen tegelijkertijd de basiseigenschappen van spline-functies. Vanuit wiskundig oogpunt is een spline van de 1e graad een stuksgewijs continue functie, op elk segment beschreven door een vergelijking van de vorm:
ja= een i+ b ik x, (2.2)
waar l- nummer van het beschouwde interval tussen interpolatieknooppuntenx ik en x ik + 1 .
Zoals blijkt uit formule (2.2), verschilt de vorm van de vergelijking op een elementair interval niet van de algemeen aanvaarde uitdrukking van een rechte lijn. In het algemeen kan de vergelijking van een onderbroken lijn (spline van de 1e graad) in matrixvorm worden geschreven als:
(2.3)
Dit systeem lineaire vergelijkingen vereist geen gezamenlijke oplossing en ontleedt in oplossingen van elke vergelijking afzonderlijk. Een spline, waarvan de oplossing wordt geassocieerd met de berekening van subsystemen met een kleine afmeting, in dit geval - vergelijkingen van de eerste orde, wordt lokaal genoemd.
De 1e graads interpolatiespline is een polylijn die door de punten gaat (x i, y i). voor het totaal x ik(ik = 0, 1,… ,N) in het interval [ een, b] in dit geval de voorwaarde x ik 1.
Met behulp van de Lagrange-polynoom kunt u een spline plotten voor het interval l -(ik + 1):
(2.4)
Aanwijzing S 1 (x) zal worden opgevat als een spline-functie van de eerste graad. Anders kan vergelijking (2.4) worden geschreven:
(2.5)
Als we ongeveer de vorm aannemen van vergelijkingen (2.2) en (2.5) vallen samen. Om een algoritme te bouwen en een procedure op te stellen voor het construeren en berekenen van een spline, hoeft u slechts 2 . te onthouden N+2 cijfers.
Splines van de 3e graad. Splines van de 3e graad (kubieke) zijn een stuksgewijs continue (continuïteit van de 1e en 2e afgeleiden) functie bestaande uit segmenten van kubische parabolen.
Momenteel zijn er veel algoritmen voor het construeren en berekenen van kubische splines op een computer, wat te wijten is aan hun brede gebruik bij het oplossen van technische problemen met betrekking tot de interpolatie van krommen en oppervlakken.
Bij het oplossen van het probleem zijn tussen n knooppunten N–1 fragmenten van kubische krommen, en de kubieke kromme wordt op zijn beurt bepaald door 4 parameters. Aangezien de waarde van de functie en de 1e, 2e afgeleide ( X s, x¢ s, x² s) zijn continu in alle ( N–2) -de interne knooppunten, dan hebben we 3 ( N–2) voorwaarden. in knopen X si= X i n meer voorwaarden worden gesteld aan X s... Daarom krijgen we 4 N–6 voorwaarden. Voor een eenduidige definitie van een spline zijn nog twee voorwaarden nodig, die meestal worden geassocieerd met de zogenaamde grens(grens)voorwaarden. Het wordt bijvoorbeeld vaak eenvoudig genomen. In dit geval verkrijgen we het vereiste aantal voorwaarden voor het bepalen van de natuurlijke spline in de vorm:
Het nadeel van deze spline is dat deze niet de mogelijkheid heeft om van vorm te veranderen in de sectie tussen twee star vaste interpolatiepunten. Alleen door een van de interpolatiepunten te verplaatsen, kunt u enige verandering in de vorm van de splinecurve bereiken. Bovendien, vanwege het feit dat de kubieke interpolatiespline tot niet-lokale benaderingsmethoden behoort, zijn de waarden ervan op punten die niet samenvallen met de rasterknooppunten Δ: een= x 0 x N = B, afhankelijk van de hele set hoeveelheden f i = F(x ik), l= 0, 1 ,…, N, en ook op de waarden van de randvoorwaarden op de punten een, B; daarom kan het gewenste effect van het hervormen van de spline-curve op een punt in het interpolatie-interval worden overlapt door ongewenste veranderingen in de rest van het segment.
Er zijn echter methoden bekend om met dit onaangename fenomeen om te gaan. Dit is ten eerste het gebruik van lokale interpolaties van het Hermitiaanse type, waarvoor de waarde van de spline in het interval tussen de rasterknooppunten alleen afhangt van de waarden van de functie en zijn afgeleiden van een bepaalde buurt van dit interval.
Ten tweede is er rationele spline-interpolatie. Met behoud van een van de belangrijkste eigenschappen van kubische spline-interpolatie - eenvoud en efficiëntie van implementatie op een computer - hebben rationale splines het vermogen om functies met grote gradiënten of breekpunten te benaderen, terwijl de oscillaties die inherent zijn aan een conventionele kubische spline worden geëlimineerd.
Een rationale spline-functie is een functie S(x), die bij elk interpolatie-interval [ x ik, x ik+1] wordt geschreven als
(2.7)
waar t =(x-x ik)/ h ik, h ik = xik + 1 - x ik,p ik,q i- gegeven nummers, -1 p ik,q i en is tegelijkertijd continu samen met zijn eerste en tweede afgeleiden.
Uit uitdrukking (2.7) blijkt dat at p ik = q ik = 0, ik = 0, 1,…, N-1, wordt de rationale spline een regelmatige kubische spline. Bovendien kunnen we aannemen dat een eerstegraads spline ook een speciaal geval is van een kubische spline, aangezien voor iedereen p ik, q ik -> ∞,ik = 0, 1,…, N–1, kermis S(x)–> f i(1– t)+ f i +1 t,xÎ [x ik,x ik +1 ].
Men kan dus verwachten dat wanneer rationale splines worden gebruikt door de vrije parameters op de juiste manier te kiezen: p ik, q ik hoge benaderingsnauwkeurigheid wordt bereikt in gebieden met voldoende gladheid van de geïnterpoleerde functie, en in gebieden met grote gradiënten wordt voldaan aan de eisen van kwalitatieve aard - convexiteit en monotoniciteit.
Met behulp van een rationele spline-functie kunt u een spoor beschrijven met een uniforme afhankelijkheid zo dicht mogelijk bij het spoor dat wordt gedefinieerd door traditionele elementen. Variëren van de waarden van de coëfficiënten p ik en ik, er is een mogelijkheid tot volledige imitatie door een spline-functie van traditionele elementen van het routeplan (rechte lijn, cirkelvormige curve, clothoïde).
Het "zwakke" punt bij het onderbouwen van interpolatiesplines als universeel wiskundig apparaat voor het traceren van snelwegen is de aanname (voorwaarde) dat de interpolatieknooppunten door de ontwerper correct zijn toegewezen en niet kunnen worden aangepast bij het berekenen van de waarden van de spline zelf.
Laten we analyseren hoe de locatie van de knooppunten in de praktijk wordt toegewezen?
Als de routing wordt uitgevoerd op basis van een kaart of een topografisch plan, wordt een schetslijn van de weg getekend, die naar de mening van de ontwerper het meest geschikt is onder de gegeven omstandigheden, "met de hand" of met behulp van van mechanische apparaten. Verder zijn op de schetslijn interpolatieknooppunten vast en worden hun coördinaten gemeten. Tegelijkertijd zijn er geen strikt geformaliseerde algoritmen voor het toewijzen van de locatie van knooppunten, er zijn slechts een aantal praktische tips. In het bijzonder: de frequente opstelling van de knooppunten leidt tot oscillaties van de kromming van een dergelijke spiebaan vanwege de onvermijdelijke fout bij het fotograferen van de coördinaten van de interpolatieknooppunten; hun zeldzame locatie veroorzaakt aanzienlijke afwijkingen van de spline-route van de schetslijn die deze genereert.
Als tracering wordt uitgevoerd op basis van veldonderzoeksmateriaal, dan zijn de spline-interpolatieknooppunten in dit geval onderzoekspunten van het digitale terreinmodel en is de fout bij het vaststellen van hun coördinaten nog duidelijker vanwege de aanwezigheid van willekeurige en systematische fouten.
Een goede benadering van de spline-route naar de schetsversie en tegelijkertijd voldoende gladheid (gladheid) kan in de regel alleen worden bereikt met herhaalde intuïtieve aanpassing van de interpolatieknooppunten door de ontwerper.
Hieruit volgt dat interpolatiesplines geen wiskundig apparaat zijn voor optimale tracering, maar slechts een handige en in veel problemen uiterst effectieve toolkit voor computerverwerking van geschetste ontwerpoplossingen. De kwaliteit van dergelijke oplossingen hangt sterk af van de kwalificaties van de ontwerper.
Uit de bovenstaande overwegingen volgt dat de formulering van het op spline gebaseerde traceerprobleem het volgende moet aannemen: de interpolatieknooppunten van de schetsroute, en in het geval van reconstructie - de oorspronkelijke route, worden bij benadering (met een tolerantie) en hun exacte locatie wordt berekend volgens bepaalde patronen die rekening houden met een aantal fundamentele doelen het traceringsproces zelf. In wiskundige terminologie kan dit probleem worden toegeschreven aan generatieproblemen geometrische vormen volgens hun ruwe (bij benadering) beschrijvingen of afvlakkingsproblemen.
Gladmakende spieën. Als een wiskundig apparaat voor het oplossen van het probleem van het traceren van wegen, worden vloeiende splines gebruikt, die de functionaliteit van de vorm minimaliseren:
onder beperkingen, bijv.
In het functionele record q = 1, 2; S(x ik) - spline; R l- gewichtscoëfficiënt van het interpolatieknooppunt; F 0 (x ik) Is de initiële benaderingsfunctie.
Beperkingen kunnen heel verschillend zijn en in het geval van wegroutering zijn dat: beperkingen op de toelaatbare straal, de richting van het spoor in bovenaanzicht en de helling in het langsprofiel etc. In dit geval voor derdegraads splines, zgn. "randvoorwaarden" moeten worden toegevoegd op punten x 0 = een,x n =B waardoor de uniciteit van de spline-constructie wordt gegarandeerd. Het kunnen bijvoorbeeld de voorwaarden zijn van de gegeven begin- en eindrichting van het geprojecteerde deel van de route. S¢ (x a), S¢ (x b).
Uit de vorm van het schrijven van de gezamenlijke voorwaarden (2.8) - (2.10) volgt dat dit een conditioneel optimalisatieprobleem is.
Voorwaarde (2.9) stelt u in staat om de interpolatieknooppunten in de gespecificeerde variatiecorridor te verschuiven volgens het gespecificeerde algoritme. De voltooiing van het iteratieve optimalisatieproces wordt aangegeven door het voldoen aan voorwaarde (2.10) en betekent dat bij elke volgende iteratieve stap de verschuiving van een van de knooppunten de waarde niet overschrijdt NS.
Indien in staat (2.9) el= 0, dan komen we weer bij het concept van interpolatiesplines. Vanaf hier wordt het duidelijk dat interpolatiesplines slechts een speciaal geval zijn van vloeiend makende splines.
De keuze voor afvlakking van splines voor verdere gedetailleerde overweging alleen in de vorm van algebraïsche veeltermen en alleen van de 1e en 3e graad van de hele variëteit is te wijten aan het feit dat dit de eenvoudigste splines zijn in computerimplementatie en tegelijkertijd hebben voldoende benaderende eigenschappen voor het beschrijven van de contouren en de differentiële analyse ervan. In het geval van 1e graads splines kan deze analyse (1e en 2e afgeleiden) worden uitgevoerd in de vorm van gescheiden verschillen, en voor 3e graads splines - door directe differentiatie van de functie.
Functional (2.8) goed simuleert de taak van het traceren van wegen tijdens hun reconstructie, die erin bestaat de minimale afwijking van de geprojecteerde route van de bestaande te bereiken, met de gelijktijdige voorwaarde voor de helling en kromming in het langsprofiel, en voor de kromming en snelheid van toename van de kromming in het plan volgens de vereisten van SNiP voor deze wegcategorie. De minimale afwijking wordt bereikt door de tweede term en de krommings- en hellingscondities worden bereikt door de eerste term van functioneel (2.8).
Met de gezamenlijke minimalisering van twee termen, wordt de verhouding daartussen geregeld door de gewichtscoëfficiënten R i, die op een bepaalde manier moet worden genormaliseerd.
Overweeg de optimalisatiemogelijkheden van functioneel (2.8) in volgorde van toenemende complexiteit.
De tweede term van de functionele
staat bekend als de kleinste-kwadratenmethode en het is een functie N+ 1e variabele S(x ik), ik = 0, 1,…, N... In dit geval wordt minimalisatie van de laatste ontleed in minimalisatie van individuele termen onafhankelijk voor elke variabele.
In het geval van eerstegraads splines, wordt de eerste term van functioneel (2.8) geschreven als
.(2.12)
Overweeg een lineaire benadering van de booglengte functioneel van de curve
(hier wordt aangenomen dat | S`(x) | Enkele). Het is duidelijk dat de oplossing voor het probleem van het minimaliseren van het functionele (2.13) samenvalt met de oplossing voor het gelineariseerde probleem om een element van minimale lengte te vinden. De resulterende oplossing wordt vaak een spline in een convexe verzameling genoemd.
Na substitutie van de eerste afgeleide van de spline, die in dit geval samenvalt met het verdeelde verschil, zal het de vorm aannemen
(2.14)
waar Hoi= x ik +1 –x ik.
Differentiëren op variabele S(x ik) en voeg twee opeenvolgende termen toe van de vergelijking die deze onbekende bevat:
De resulterende som gelijkstellen aan nul en het onbekende uitdrukken S(x ik), we krijgen
Hier vertegenwoordigt het teken "=" de toewijzingsoperator. Als we de interpolatiestap uniform nemen, is dat: h ik =const, dan zal het optimalisatieproces (stapsgewijze iteraties) in grafische interpretatie vrij duidelijk zijn (Fig. 3.10).
De snelle convergentie van het iteratieve proces maakt het mogelijk deze methode aan te bevelen voor de voorlopige ontwikkeling van ontwerpoplossingen voor de ontwerplijn van het langsprofiel. In dit geval kunnen de kromtestraal en de helling van de projectlijn worden bepaald door de eerste en tweede onderverdeling te plotten.
Rijst. 2.5. Grafische interpretatie van lineaire spline-afvlakking
Gezamenlijke beschouwing van de som van functionalen (2.12) en (2.14) geeft ons een recursieve formule voor optimalisatie:
De convergentie van het iteratieve proces is hier, in vergelijking met formule (2.17), lager en hangt in wezen af van de waarde R l... Gewichtscoëfficiënt R l stelt u in staat om het iteratieproces op individuele punten (knooppunten) te vertragen of te versnellen en kan bijvoorbeeld voor een projectlijn dienen als een middel om het volume of de kosten van het bouwen van een onderlaag (wegwerkzaamheden) op een sectie te verantwoorden van eenheidslengte.
Beschouw de eerste term van functioneel (2.8) zoals toegepast op kubische splines:
Evenzo beschrijft de oplossing voor het spline-probleem in een convexe set (in een gelineariseerde setting) de positie die wordt ingenomen door de elastische staaf in de constraint-gang. Bij het vervangen van de tweede afgeleide door het tweede verdeelde verschil deze functionaliteit zal de vorm aannemen:
waar S¢ (x a), S¢ (x b) Is een van de mogelijke randvoorwaarden voor een kubische spline. Ten opzichte van de projectlijn is dit de helling aan het begin ( x a) en definitief ( x b) punten van het geprojecteerde weggedeelte.
Differentiatie en sommatie van vergelijkingen geven ons de bijbehorende herhalingsformules, die in de gespecialiseerde literatuur worden beschreven.
Het ontwerp van wegbochten in het plan volgens het klassieke schema "clothoid - circulaire curve - clothoid" is theoretisch voldoende onderbouwd, maar in de praktijk kent een dergelijk schema veel gebreken en ongemakken. Zonder in te gaan op hun essentie, merken we op dat als we een functie toepassen die tot op zekere hoogte alleen het klassieke schema (samengestelde curve) zou kunnen simuleren, vanuit het oogpunt van het gemak van algoritmisering en de organisatie van de "ingenieur-computer" dialoog, zou dit efficiënt genoeg zijn.
Bézier-curven. In 1970. Pierre Bézier (Franse wiskundige) selecteerde de componenten van de parametrische kubische polynoom zodanig dat hun fysieke betekenis heel duidelijk werd en zeer geschikt voor het oplossen van veel toegepaste problemen, ook voor het ontwerpen van wegen volgens het principe van "tangential tracing" .
Bezier-formule voor kubieke polynoom ( N= 3) heeft de volgende vorm.
laten zijn r i = , l= 0, 1, 2, 3, dan voor 0 ≤ t 1:
of in matrixvorm:
Matrix m wordt de basismatrix van een kubieke Bézier-curve genoemd.
Bézier-curve gaat door punten R 0 en R 3, heeft een raaklijn aan het punt R 0 gericht weg van R 0 tot R 1, en de raaklijn aan het punt R 3 geregisseerd van R 2 tot R 3 .
direct R 0 R 1 , R 1 R 2 en R 2 R 3 vormen een figuur die een karakteristieke (definiërende) polylijn wordt genoemd en die vooraf de contouren van de Bezier-curve bepaalt (Fig. 2.6).
Stel punten in om een curve te tekenen R 0 en R 3 waardoor de curve moet gaan, dan op de gewenste raaklijnen aan deze curve op punten R 0 en R 3 instelpunten R 1 en R 2. De lengte van de segmenten wijzigen R 0 R 1 en R 2 R 3 varieer de vorm van de curve, waardoor deze de gewenste vorm krijgt.
Rijst. 2.6. Kubieke Bézier-curvesegment
De belangrijkste controleerbare grootheid bij het ontwerpen van horizontale bochten is de kromtestraal. Om de kromtestraal op elk punt van de curve te berekenen, moet u de waarden kennen van de eerste en tweede afgeleiden van de straalvector van het punt. Voor een kubieke Bezier-curve worden de eerste en tweede afgeleiden berekend met behulp van de onderstaande formules:
Vervolgens wordt de kromming (het omgekeerde van de kromtestraal) berekend met de formule:
Naast de 3e orde (kubieke) Bezier-curve voor wegtracering, is het ook mogelijk om 2e, 4e en 5e orde Bezier-curves te gebruiken. De bijbehorende formules voor het berekenen van de straalvectoren (en hun afgeleiden) voor deze krommen worden hieronder gegeven.
2e orde Bezier-curve:
4e orde Bezier-curve:
5e orde Bezier-curve:
De vereniging van de elementaire Bézier-krommen γ (1), γ (2), ..., γ ( ik) waarvoor het eindpunt van de curve γ ( l) , l= 1, 2,…, ik - 1, valt samen met het startpunt van de curve γ ( l+1), krijg je een samengestelde Bezier-curve. Als elke curve γ ( l) wordt gegeven door een parametervergelijking van de vorm
R = R (l) (t), 0 ≤ t≤ 1,
dan wordt deze voorwaarde als volgt geschreven:
R (l) (1) = R (l +1) (0), l= 1, 2,…, ik–1.
In het bijzonder voor de raaklijn aan een samengestelde Bezier-curve gedefinieerd door een reeks punten P 0 , P 1 , …, P m , continu veranderd langs deze curve, is het noodzakelijk dat de triples van hoekpunten P 3 l -1 , P 3 l, P 3 l +1 (l≥ 1) waren collineair, dat wil zeggen, ze waren collineair (zie Fig. 2.7).
Rijst. 2.7. Samengestelde kubieke Bézier-curve
Ruimtelijke Bézier-curven. Hierboven, in de redenering over Bezier-bochten, begrepen we de vlakke locatie van de controlepunten van het spoor en dienovereenkomstig beschouwden we de weergave van alleen vlakke bochten. In het algemeen worden de referentiepunten van de karakteristieke Bezier-polylijn gegeven door de punten van de driedimensionale ruimte P i(x ik, ja ik, z ik), l= 0, 1 ,…, m.
Dan de ruimtelijke Bezier-curve van graad m wordt bepaald door een vergelijking die de volgende vorm heeft:
waar zijn de veeltermen van Bernstein.
De matrixnotatie van de parametervergelijkingen die de ruimtelijke Bezier-curve beschrijven, is als volgt:
0≤ t ≤ 1,
Voor een meer gedetailleerde presentatie van ruimtelijke wegtracering, zie hfdst. 5.
Methodologische ondersteuning - een set lesmaterialen die bijdragen aan de werking van CAD.
Professionele CAD-systemen hebben in de regel methodologische ondersteuning in de vorm van " Naslaggidsen"in papieren vorm. Het hoofdmenu van dergelijke systemen bevat ook een Help-sectie (Help), die een beschrijving geeft van de belangrijkste ontwerpprocedures.
Tijdens het CAD-bewerkingsproces wordt ervaring opgedaan in de rationele ontwikkeling van ontwerpoplossingen op basis van de volledige set systeemtools. Deze ervaring wordt in de regel gepresenteerd in de vorm van "Praktische gidsen (handleidingen)" en draagt bij aan het verhogen van de efficiëntie en kwaliteit van engineeringwerk.
2.3. Informatie en organisatorische ondersteuning
Informatie Ondersteuning: Is een set tools en methoden voor het bouwen van een informatiebasis voor ontwerpdoeleinden.
De informatieondersteuning omvat: staatsnormen (GOST), bouwvoorschriften (SN), bouwvoorschriften en voorschriften (SNiP), afdelingsbouwvoorschriften (VSN), standaardontwerpoplossingen voor constructies en elementen van snelwegen. Al het bovenstaande normatieve en informatieve materiaal bestaat in papieren vorm of in de vorm van elektronische tegenhangers.
Een ander deel van de informatieondersteuning bestaat alleen in elektronische vorm en is een integraal onderdeel van het CAD-systeem. Dit zijn bibliotheken van conventionele symbolen (zie Fig. 2.8), classificaties en codes, sjablonen van typische elementen als onderdeel van grafische algoritmen.
Rijst. 2.8. Bibliotheeksymbool voor een topografisch plan
In het ontwerpproces wordt ook gebruik gemaakt van informatie van regionale aard. Het bevat informatie van meteorologische en ecologische aard, gegevens over het reliëf en de geologische structuur van het gebied, informatie over de locatie van steengroeven van grond en steenmaterialen, enz.
Volgens een andere classificatie kan informatie worden onderverdeeld in input, intermediate en output. Invoer - een set invoergegevens die nodig zijn voor acceptatie ontwerp oplossing:... Gemiddeld - eerder verkregen als resultaat van het oplossen van sommige problemen en gebruikt om andere op te lossen, maar niet de uiteindelijke resultaten van het oplossen van problemen. Output - verkregen als resultaat van het oplossen van problemen en bedoeld voor direct gebruik in ontwerp.
Organisatorische ondersteuning is een reeks organisatorische en technische maatregelen gericht op het verbeteren van de efficiëntie van het CAD-functioneren. Deze omvatten: het wijzigen van de organisatiestructuur van de ontwerporganisatie, haar afdelingen en divisies; herverdeling van functies tussen afdelingen; veranderingen in de technologie van ontwerp- en onderzoekswerk en het personeel van het personeel, geavanceerde training van ontwerpers op het gebied van CAD, organisatie en werking van kwaliteitsmanagementsystemen voor ontwerpproducten op basis van internationale normen ISO 9001: 2000.
- Rug
- Naar voren
