Автоматизированное проектирование

Информационные технологии. Общие положения и определения

Понятие информационная технология тесно связано с понятием информация. С сере­дины XX века информация является общенаучным понятием, включающим в себя обмен сведениями между людьми, коллективами людей, человеком и машиной (авто­матом), маши­ной и машиной. С точки зрения кибернетики, информация – это знания, принятые, по­нятые и признанные полезными (в том числе и негативные) для ре­шения задач управле­ния.

Информационная технология – это система приемов, способов и методов сбора, хранения, обработки, передачи и представления информации.

Система – множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых связан прямо или косвенно с каждым другим элементом, а два любых подмножества этого множества не могут быть независимы без нарушения целостности и единства системы.

Прием – отдельное действие, движение; способ в осуществлении чего-нибудь.

Способ – действие (система действий), применяемое при исполнении какой-нибудь работы (осуществления чего-нибудь).

Метод - правильный путь, способ, план для достижения определенной цели. В науке способ и порядок исследования предмета для получения наиболее полного и соответствующего истине результата.

Процессы получения, хранения, транспортировки, преобразования и представ-ления информации называют информационными процессами. Следовательно, информационная технология – это система приемов, способов и методов осуществления информационного процесса определенного назначения.

При работе с информацией возникают с технические, семантические и прагматические проблемы. Технические проблемы связаны с надежностью, точностью и скоростью получения, переработки и передачи информации (синтактика). Семантические проблемы связаны со способами передачи информации с помощью кодов (семантика), прагматические – с изучением эффективности воздействия информации на потребителя информации (прагматика).

К информации предъявляются следующие требования:

целенаправленность – свойство информации иметь определенное назначение;

полезность – свойство информации уменьшать неопределенность в оценке состояния объекта управления;

своевременность – свойство информации быть в наличии, когда она потребуется;

достоверность – свойство информации не содержать скрытых ошибок. Достоверность может снижаться из-за намеренного ее искажения, низкого качества отражения или передачи;

надежность – свойство информации выполнять заданные функции, сохранять эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемых промежутков времени или наработки. Надежность включает в себя понятия безотказности, долговечности и восстанавливаемости;

у добство представления – форма представления информации должна быть удобной для пользователя, позволять ее машинную обработку и возможность производить необходимый анализ состояния объекта управления.

Данные – это информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном участии человека. Таким образом, понятие информация является более общим по отношению к понятию данные.

Качество данных характеризуется целым набором свойств, важнейшими из ко­то­рых являются:

достоверность – свойство данных не содержать скрытых ошибок;

целостность – свойство данных сохранять свое информационное со­дер­жа­ние и однозначность интерпретации в условиях разнообразных воздействий. Це­лост­ность данных считается не нарушенной, если данные не искажены и не разрушены;

безопасность – защищенность данных от несанкционированного дос­тупа к ним, осуществляемого с целью раскрытия, изменения или разрушения данных).

Информационная технология охватывает только приемы, методы, способы и не включает в себя средства реализации этих приемов, методов и способов. Хотя го­воря о спо­собах, методах, приемах обработки информации необходимо иметь в виду вполне оп­реде­ленные средства реализации технологии.

К средствам реализации информационных технологий относят аппаратные сред­ства (электронные устройства, блоки, ЭВМ, аппаратура передачи данных и т.п.), про­граммные средства (пакеты прикладных программ, аппаратно-программные ком­плексы) и автоматизи­рованные информационные системы

Автоматизированная информационная система – совокупность техниче­ских (аппа­ратных) и программных средств, а также работающих с ними пользователей (пер­со­нала), обеспечивающая ввод, передачу, хранение, обработку и представление инфор­ма­ции.

Информационная технология определяет методы (способы, приемы) реализации информационного процесса. В определении понятия информационной технологии перечисляются элементарные операции информационного процесса: сбор, преобразование и ввод в ЭВМ; передача; хранение; обработка; представление пользователям.

 

Информационные технологии (ИТ, от англ. information technology, IT) – широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям создания, управления и обработки данных, в том числе с применением вычислительной техники. В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для хранения, преобразования, защиты, обработки, передачи и получения информации. Специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.

 

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, ИТ — это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами ИТ требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их внедрение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

 

Основные черты современных ИТ:

компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам;

хранение больших[1] объёмов информации на машинных носителях;

передача информации на значительные[2] расстояния в ограниченное время

 

Автоматизированное проектирование

Современный этап развития научно-технического прогресса характе­ризуется стрем­лением к созданию оптимальных изделий необходимых об­ществу.

Оптимизация из­делия, всегда осуществляемая именно на стадии проектирования, предполагает выполнение большого (очень боль­шого) объема вычислений и реализуема лишь на базе использования средств вычислительной техники. Интеграция средств вы­числительной техники и технических наук в не­которой системе, приводит к автоматиза­ции процесса проектирования в рам­ках автоматизированного проектирования (АПР).

С развитием средств вычислительной техники и переходом проблемы АПР в об­ласть реальной проектной практики (60-е годы прошлого века) воз­никла необходимость исследования самого процесса проектирования как вида чело­веческой деятельности, его моделирования, что наряду с гумани­тарным ас­пектом предполагает и решение конкретной практической задачи - рацио­нальное распределение функций человека и машины в рамках АПР, имеющее важное значение для обоснованного распределения ресурсов (люди, время, деньги) на разработку средств АПР и их результативность.

В настоящее время процесс проектирования обычно формулируется в терминах правил и рассматривается в общем виде как последовательно-цик­личное выполнение опе­раций синтеза, - распознание ситуации и выделе­ние подмножества применимых правил из множества известных, анализа - при­менение данного подмножества правил для созда­ния модели объекта и оценки - при соответствии полученной модели заданию процесс за­вершается; в противном случае корректируется выделенное на ста­дии синтеза подмноже­ство применимых правил как за счет удаления из него правил являющихся вероятной при­чиной такого несоответствия, так и за счет его расширения с вводом дополнительного подмножества известных правил. Завершающая стадия процесса проектирования - пред­ставление (рис. 1).

Считается, что человек, как «информационный процессор», может при­ступить к работе с правилами без предварительной формализации всего объ­ема исходной информа­ции, в то время как вычислительная машина мо­жет обрабатывать информацию, представ­ленную только в формальном виде и только в объеме доступном формализации. Человек легко справляется с за­да­чей «распознания ситуации», выполняемой на стадиях синтеза и оценки про­ектного решения, которая обычно создает трудности при ее постановке в ав­томатическом режиме. При этом отмечается высокая эффективность ра­боты вычисли­тельной техники с фиксированными моделями на стадии ана­лиза [1].

Рис.1 Простейшая модель процесса проектирования

В соответствии с этим общий подход к использованию методов АПР на раз-личных стадиях процесса проектирования можно свести к двум основ­ным положениям:

· на стадии синтеза проектного решения обычно преду­сматривается диалоговый режим работы, обеспечивающий взаимосвязь средств вычисли­тельной техники и проек­тировщика на уровне «распознания ситуации» и формирования подмножества правил для ее раз­решения;

· анализ проектного решения выполняется преимущественно в автома­тическом ре­жиме;

· оценка проектного решения не поддается формализации и всегда реа­лизуется в режиме диалога;

· представление проекта (разработка документации, чертежные ра­боты) должно выполняться на максимально доступном уровне автоматиза­ции, что является первооче­редной задачей при разработке средств АПР.

На этом подходе основана работа всех известных в настоящее время систем авто­матизированного проектирования (САПР) новых же­лезных и автомобильных дорог:

· проектные решения по трассе линии - плану и продоль­ному профилю, формиру­ются (синтезируются) проектиров­щиком преимущественно в интерактивном режиме на интуитивном уровне (распознание ситуации).

· информационная поддержка работы на ста­диях их оценки и корректировки (из­менение подмножества применимых правил и возврат на стадию синтеза) обеспечивается опера­тивным пред­ставлением результатов разностороннего и содержательного анализа этих решений, вы­полняемого преимущественно в автоматическом режиме.

· чер­тежные работы (представление) полностью автоматизированы.

Логическая обоснованность такого подхода к АПР проектирования но­вых желез­ных дорог исходит из ясного понимания (в том числе и на интуи­тивном уровне) практиче­ской невозможности полной формали­зации данной многокритериальной задачи, требую­щей учета строительных, эксплуатацион­ных, экономических, экологических и других по­казателей, как в части исход­ной информации, так и в части методов (знаний, правил) ее решения.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: