bannerka.ua

Автоматизация научных исследований — № 3

· Базовый (Или сервисный) уровень используется для осуществления самых сложных и громоздких научных расчетов, моделирования, обработки и представления информации, формирования крупных банков и баз данных, создание информационно-поисковой системы.

Трехуровневая организация современных АСНД позволяет, с одной стороны, представить исследователю необходимы средства вычислительной техники и автоматизации на всех этапах исследования, а с другой сократить затраты на создание системы, уменьшить количество ЭВМ, периферийного оборудования и т. д.

Необходимо подчеркнуть, что Для АСНД наиболее важным является объектный уровень, потому что именно на этом уровне фигурирует исследователь, роль которого является ключевой. Именно на объектном уровне, в первую очередь, регистрируется новая информация об изучаемом или явление объекте. Поэтому АСНД, будучи многоуровневыми системами, не относятся к категории иерархических систем. Формально верхние этажи этой организации — инструментальный и базовый — являются вспомогательными, оказывающих дополнительные услуги при извлечения полезной информации, разработке и проверке теоретических положений на основе экспериментальных данных.

12.2. Принципы построения АСНД

Современные АСНД строятся с использованием определенных основных принципов. Наиболее важными из них являются следующие.

1. Комплексность, есть изначальная направленность АСНД на решение основного комплекса задач, стоящих перед исследователем. Реализацию всех основных функций, возложенных на такого рода системы, обеспечение возможности применения АСНД на различных этапах исследований.

2. Многоуровневая организация. Согласно этому принципу при построении современных АСНД выделяется несколько структурных уровней, каждый из которых ориентирован на решение определенной группы однородных по сложности исследовательских задач, требующих соответствующих технических средств и организации тех или иных режимов работы, коллективного использования наиболее сложного и дорогостоящего оборудования. Подобная организация позволяет реализовать принцип комплексности в условиях ограниченных возможных затрат на создание и эксплуатацию АСНД.

3. Расширяемость, т. е. использование при создании АСНД таких технических решений, которые делали возможным дальнейшее быстрое развитие системы в направлении все более широкого ее применения, увеличение количества пользователей, развития функциональных возможностей системы без переделок и изменений принципиального характера.

4. Адаптивность,Что означает достижение большей гибкости АСНД, возможности Ее подстройки и модернизации с учетом конкретных особенностей данной исследовательской задачи, данного объекта исследований.

5. Коллективность использования. Согласно данному принципу АСНД строятся как системы коллективного пользования. Это означает, с одной стороны, организация коллективного доступа к наиболее сложных и дорогостоящих систем АСНД, а с другой, — объединение усилий при создании и последующем использовании АСНД, когда отдельные удачные разработки и результаты исследований становятся общедоступными и могут использоваться всеми пользователями системы.

6. Интеграция АСНД, что включает в себя два аспекта:

· Использование технических ресурсов АСНД для решения задач иного характера (учебных, организационно-управленческих, расчетных, фоновых и т. п.);

· Тесное взаимодействие с автоматизированными системами других типов (САПР, АСУ ТП, АСУП). Создание комплексных систем, в первую очередь типа АСНД-САПР, когда те же средства используются и для проведения исследований научного характера, и для целей автоматизированного проектирования соответствующего технического объекта, при котором результаты исследований выступают в качестве одной из составляющих исходной информации или служат для оценки качества проектных решений.

7. Типизация инженерных решений при создании АСНД, означает разработку таких компонентов автоматизированных систем, которые могут найти применение при автоматизации основной массы научно-технических исследований в самых разных предметных областях. Такие решения способствуют проведению единой технической политики в при построении АСНД в отдельных отраслях науки, организациях, ведомствах.

Принцип типизации является ключевым принципом создания АСНД. При его реализации в первую очередь и должны учитываться все другие сформулированы принципы.

Типизация инженерных решений охватывает целый комплекс проблем, возникающих при создании АСНД, а именно связанные с разработкой общей структуры системы, Ее технического, программного и научно-методического обеспечения, а также с выбором конкретной конфигурации системы или отдельных ее частей.

12.3. Типовые конфигурации АСНД.

В зависимости от области деятельности, в которой проводятся экспериментальные исследования, конфигурация экспериментальной установки будет различной, но во всяком экспериментальные исследования можно выделить несколько основных функциональных частей.

Во-первых, имеется Экспериментальная установка с объектом, воспроизводит исследуемый процесс или явление. Это могут быть, ускоритель элементарных частиц с мишенью, аэродинамическая труба с моделью самолета, математическая модель, реализованная ЭВМ и т. п. Процесс должен воспроизводиться при определенных значениях определяющих его параметров. Для задания и удержания заданных значений этих параметров объект обеспечивается Системой управления.

Следующей обязательной частью любого автоматизированного экспериментального комплекса является Измерительная система. Измеряемыми величинами в экспериментальных исследованиях являются физические величины (напряжение, ток, температура, давление, линейные и объемные перемещения и др..). Первоначальными источниками информации о Значение измеряемых величин служат датчики. Их основная задача состоит в преобразовании измеряемого параметра в электрический сигнал. Датчики чаще выдают сигнал в аналоговой форме. В случае большого числа датчиков может быть использован коммутатор. Для обеспечения работы следующих блоков комплекса сигналы с датчиков могут быть усилены в усилителе и подаются на измерительное устройство. Измерительные приборы используемые в АСНД имеют, как правило, цифровую индикацию и цифровое представление результатов на выходе. Узел переводит аналоговую информацию в цифровую, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Для управления экспериментальными установками цифровая информация, как правило, преобразуется в аналоговую цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП).

Следующей частью системы является Узел обработки. Он включает в себя процессор, запоминающее устройство и систему математического обеспечения.

Современные ЭВМ, в частности персональные компьютеры (ПК), обладая высокими техническими характеристиками, позволяющими использовать их в качестве измерительных приборов, осциллографов и т. д., путем простого программирования и подключения соответствующих дополнительных устройств. На дисплее возможно формирование целой системы приборных шкал (вольтметров, амперметров, омметров, фотометров и многих других измерительных приборов), регистрирующих те или иные параметры экспериментального объекта.

Таким образом, обмен информацией в графической форме является исключительно эффективным средством для представления объектов со сложной структурой. Высокая информативность графических форм представления информации объясняется психофизиологическими свойствами восприятия человека: так, скорость переработки графической информации зрительным анализатором оказывается в десятки, а то и в сотни раз выше скорости переработки текстовых данных.

Одной из сложных проблем, возникающих при автоматизации научных исследований, проблема формы вывода многомерных данных. Если количество взаимосвязанных данных не превышает трех, то принципиальных проблем не возникает, так как возможно использование двух — или трехмерной машинной графики, например, в виде горных массивов. Сложнее обстоит дело при попытке отобразить на экране дисплея зависимости высших порядков. Здесь существует много подходов, но наиболее простым и удобным является превращение многомерных данных в двух — или трехмерную цветном, легко воспринимается человеком. При попытке отображения многомерной информации приходится учитывать и эргономические факторы. Например, в одной из интересных реализаций предложено отражать многомерные данные в виде человеческого лица, в зависимости от изменений данных может принимать печальный или радостное выражение. Особенно это важно при управлении сложными и опасными экспериментами. Грустное выражение лица будет предупреждать об отклонениях в ходе эксперимента от заданных параметров, и человек-экспериментатор сможет быстро вмешаться в ход эксперимента — прекратить вообще, изменить один или несколько параметров и т. д. Ясно, такое изменение мимики лица воспринимается человеком гораздо естественнее и быстрее, чем показания десятков приборов.

Литература Зайдель А. Н. Элементарные оценки ошибок измерений. — Л.: Наука, 1967. Кассандрова О. Н., Лебедев В. В. Обработка результатов наблюдений. — М.: Наука, 1970. Измерительные приборы физической лаборатории / сост. Козлов М. М., Целищев Н. С.. — Л.: ЛПИ, 1984. Гришин В. К. Статистические методы анализа и планирования экспериментов. — М.: МГУ, 1975. Сквайрс Дж. Практическая физика. — М.: «Мир», 1971. Худсон Д. Статистика для физиков. — М.: «Мир», 1967. 7. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. — М.: «Мир», 1980. Гомоюнов К. врачевания знаний. По страницам учебников физики. — СПб.: СПбГТУ, 1996.

Tagged with: , , , , ,
Posted in Основы научных исследований и техничнои творчества
Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: