Лекция по информатике на тему: Основные этапы решения задач на ПК

Тема   занятия:  Тема   2.2.   Основные   этапы   решения   задач   на   компьютере. Компьютерная модель. Анализ полученных данных. Цели занятия:  Обучающая: Повторить определение алгоритма, свойства, формы записи, типы, основные структуры алгоритмов. Повторить с учащимися последовательность записи программы линейной структуры на языке Паскаль. Помочь учащимся осуществить переход от   сформулированной   задачи   к   созданию   информационной   модели,   а   затем   записи программы. Познакомить учащихся с основными этапами решения прикладной задачи с помощью   компьютера   и   научить   использовать   на   практике.  Развивающая:  Развивать логику,   умение   анализировать,   сравнивать,   делать   выводы,   высказывать   свою   мысль. Развивать   внимания   и   аналитическое   мышление.   Развивать   умение   находить   общее   и различное   в   поставленных   задачах,   замечать   свои   ошибки,   делать   выводы. Воспитательная:    вежливость   и дисциплинированность,   бережное   отношение   к   своему   здоровью.   Формирование  самостоятельности   и   ответственности   при повторении   пройденного   и   изучении   нового материала. Воспитывать чувство ответственности за напарника при работе в группе. Воспитывать   аккуратность, Лекция  № 6.   внимательность, Алгоритмом ­ называется строго определенная последовательность действий,  выполнение которых приводит к заранее предполагаемому результату. Алгоритм — это описание детерминированной последовательности действий,  направленных на получение из исходных данных результата за конечное число  дискретных шагов с помощью понятных исполнителю команд. Исполнителем называется тот, кто исполняет алгоритм. Исполнителем алгоритма  может быть человек, автомат, компьютер. 2) От какого слова произошло название алгоритма? Название “алгоритм” произошло от латинской формы имени среднеазиатского  математика аль­Хорезми – Algorithmi. 3) Назовите свойства алгоритмов? Дискретность, результативность, массовость, детерминированность, выполнимость и  понятность. 4) Какие существуют способы записи алгоритмов. Для записи алгоритмов можно использовать разные способы: словесный ­ каждое действие алгоритма описывается словами; графический ­ действия алгоритмов представлены в виде картинок; табличный ­ все шаги алгоритма записываются в таблицу; в виде блок­схемы ­ описание алгоритма с помощью блок­схем осуществляется  рисованием последовательности геометрических фигур, каждая из которых подразумевает  выполнение определенного действия алгоритма. Порядок выполнения действий  указывается стрелками; программа – алгоритм, записанный на “понятном” компьютеру языке программирования. 5) Рассказать об основных структурах алгоритмов. Алгоритм, в котором команды выполняются последовательно одна за другой,  называется линейным алгоритмом. В алгоритмической структуре “ветвление” в зависимости от истинности или  ложности условия выполняется одна или другая серия команд. В алгоритмической структуре “цикл” серия команд (тело цикла) выполняется  многократно. 6) Что такое программа? Программа – последовательность стандартных операторов языка  программирования, использующих допустимые данные. 7) Назовите основные этапы разработки линейной программы в среде программирования  Pascal. Основные этапы разработки программы в среде Паскаль. 1. Ввод и редактирование текста на языке программирования. 2. Сохранение текста программы на диске. 3. Запуск программы на исполнение. 4. Отладка программы. 5. Тестирование программы. На интерактивной доске показывается изображение “Примеры выполнения линейной  программы на Паскале”. В качестве примера используется геометрическая задача нахождения гипотенузы в  прямоугольном треугольнике. Задания (Приложение) Задание 1. Найти соответствие между понятиями в 1 колонке и определениями во 2 колонке и  поставить стрелки. (Карточка оранжевого цвета) Задание 2. Рассмотреть схемы структур алгоритмов и выявив соответствие между схемой и её  названием, поставить стрелки.(Карточка желто­зелёного цвета) Задание 3. Рассмотреть рисунки примеров алгоритмов, выявив соответствие между типом  алгоритма и рисунком, поставить стрелки.(Карточка ярко­розового цвета) 4. Обобщение пройденного и изучение новой темы “Этапы решения задач с помощью  компьютера”. Задание 4. Поставить предполагаемые порядковые номера выполнения этапов. (Карточка ярко­ жёлтого цвета) После выполнения задания на экране появляется готовая схема: “Этапы решения задач с  помощью компьютера”. Человек использует компьютер для решения самых разнообразных информационных задач: работа с текстами, создание графических изображений, получение справки из базы данных, табличные   расчеты,  решение   математических   задач,  расчет  технических  конструкций   и многое   другое.   Для   их   решения   в   распоряжении   пользователя   имеется   обширное программное   обеспечение:   системное   ПО   (ядром   которого   является   операционная система),   прикладное   ПО   (программы,   предназначенные   для   пользователя)   и   системы программирования (средства для создания программ на языках программирования). Постановка задачи. На этапе постановки задачи должно быть четко определено, что дано, и что требуется найти. Так, если задача конкретная, то под постановкой задачи понимают ответ на два вопроса: какие исходные данные известны и что требуется определить. Если задача обобщенная, то при постановке задачи понадобится еще ответ на третий вопрос: какие данные допустимы. Таким образом, постановка задачи включает в себя следующие моменты:   сбор   информации   о   задаче;   формулировку   условия   задачи;   определение конечных целей решения задачи; определение формы выдачи результатов; описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т.п.). Моделирование. На   этом   этапе   строится   математическая   модель   ­   система математических   соотношений   ­   формул,   уравнений,   неравенств   и   т.д.,   отражающих существенные свойства объекта или явления. Необходимо отметить, что при построении математических   моделей   далеко   не   всегда   удается   найти   формулы,   явно   выражающие искомые величины через данные. В таких случаях используются математические методы, позволяющие дать ответы той или иной степени точности. В случае большого числа параметров, ограничений, возможных вариантов исходных данных модель явления может иметь очень сложное математическое описание (правда, реальное явление еще более сложно), поэтому часто построение математической модели требует упрощения   требований   задачи.   Необходимо   выявить   самые   существенные   свойства объекта,   явления   или   процесса,   закономерности;   внутренние   связи,   роль   отдельных характеристик.   Выделив   наиболее   важные   факторы,   можно   пренебречь   менее существенными. Итак,   создавая   математическую   модель   для   решения   задачи,   нужно:   выделить предположения, на которых будет основываться математическая модель; определить, что считать   исходными   данными   и   результатами;   записать   математические   соотношения, связывающие результаты с исходными данными. Построение   алгоритма. Наиболее   эффективно   математическую   модель   можно реализовать   на   компьютере   в   виде   алгоритмической   модели.   Для   этого   может   быть использован   язык   блок­схем   или   какой­нибудь   псевдокод,   например   учебный алгоритмический   язык.   Разработка   алгоритма   включает   в   себя   выбор   метода проектирования алгоритма; выбор формы записи алгоритма (блок­схемы, псевдокод и др.); выбор тестов и метода тестирования; проектирование самого алгоритма. Программирование. Первые   три   этапа   ­   это   работа   без   компьютера.   Дальше   следует собственно   программирование   на   определенном   языке   в   определенной   системе программирования.   Программирование   включает   в   себя   следующие   виды   работ:   выбор языка программирования; уточнение способов организации данных; запись алгоритма на выбранном языке программирования. Отладка   и   тестирование   программы.   Под   отладкой   программы   понимается   процесс испытания работы программы и исправления обнаруженных при этом ошибок. Обнаружить ошибки, связанные с нарушением правил записи программы на языке программирования (синтаксические   и   семантические   ошибки),   помогает   используемая   система программирования. Пользователь получает сообщение об ошибке, исправляет ее и снова повторяет попытку исполнить программу. Проверка на компьютере правильности алгоритма производится с помощью тестов. Тест ­ это конкретный вариант значений исходных данных, для, которого известен ожидаемый результат. Прохождение теста ­ необходимое условие правильности программы. На тестах проверяется правильность реализации программой запланированного сценария. Таким образом, тестирование и отладка включают в себя синтаксическую отладку; отладку семантики и логической структуры программы; тестовые расчеты и анализ результатов тестирования; совершенствование программы. Анализ   результатов.   Уточнение   модели. Последний   этап   ­   это   использование   уже разработанной   программы   для   получения   искомых   результатов   Производится   анализ результатов решения задачи и в случае необходимости ­ уточнение математической модели (с последующей корректировкой алгоритма и программы). Программы, имеющие большое практическое   или   научное   значение,   используются   длительное   время.   Иногда   даже   в процессе эксплуатации программы могут исправляться, дорабатываться. 5. Решение задачи в среде программирования Free Pascal, используя этапы решения задач с помощью компьютера. I этап (постановка задачи) Задача № 5. Рассчитать расстояние полёта ракеты Гагарина (1 оборот вокруг Земли), если экваториальный радиус Земли R   300 км.  6378 км, высота полёта ракеты над Землёй H II этап (математическая модель) III этап (составление алгоритма) IV этап (программирование) program polet; var r, h,с: real; begin readln (r); readln (h); с:=2*pi*(r+h); writeln (с); end. V этап (отладка и тестирование программы) VI этап (Итоги и анализ результатов) Анализ решения задачи с использованием этапов (река проблем). Обсуждение и запись на доске трудностей, возникших при решении данной задачи. 6. Проверка знаний учащихся (тестирование на компьютере в среде Knowing). Задание № 6. (Тестирование). (Карточка бледно­зелёного цвета) 1 Что не является алгоритмом? А) расписание уроков Б) посадка дерева В) измерение температуры Г) кипячение воды 2 Кто или что является исполнителем алгоритма открывания двери? А) человек Б) ключ В) дверь Г) замочная скважина 3 Какой из алгоритмов является линейным? А) сбор яблок Б) рисование лучей солнца В) пришивание нескольких пуговиц Г) включение компьютера 4 Какого элемента нет в блок­схеме линейного алгоритма? А) начало Б) конец В) команда Г) условие 5 Какая команда в среде kTurtle не относится к линейной программе? А) вперёд Б) повтори В) назад Г) направо 6 Какой команды нет в линейной программе на языке Pascal? 7 А) program Б) var В) end Г) while Integer – это переменная … типа. А) целого Б) вещественного В) строкового Г) логического 8 Real – это переменная … типа А) целого Б) вещественного В) строкового Г) логического 9 Вместо знака умножения на Паскале пишется А) точка Б) звёздочка В) тире Г) косая линия 10 Вместо знака деления на Паскале пишется А) точка Б) звёздочка В) тире Г) косая линия 7. Повторение принципа работы и выполнение упражнения на компьютере в  образовательной программной оболочке для изучения языка программирования Лого kTurtle (операционная система Naulinux). KTurtle обладает замечательными особенностями, которые позволят начать  программировать легко и непринуждённо.  Встроенный интерпретатор Лого устраняет необходимость скачивать и устанавливать  дополнительные программы.  Выполнение можно замедлить и остановить в любое время.  Мощный редактор команд Лого с подсветкой синтаксиса, нумерацией строк и многим  другим.  Холст с результатами работы программы может быть сохранен как изображение или  распечатан.  Холст имеет функцию переброса Черепашки на другой край, когда она достигнет первого.  Контекстная подсказка по всем командам Лого, которая вызывается простым нажатием F2.  Все команды Лого могут быть переведены на любой язык.  Имеется диалог с сообщениями об ошибках, облегчающий процесс отладки. Задание № 7. Составить и выполнить программу для рисования ракетына компьютере в  образовательной программной оболочке kTurtle.(Карточка голубого цвета) Решение: сброс иди 70, 220 вперёд 40 направо 45 вперёд 28 налево 45 вперёд 90 направо 45 вперёд 42 направо 90 вперёд 30 направо 45 вперёд 28 налево 90 вперёд 28 направо 45 вперёд 30 вперёд 42 направо 45 вперёд 90 налево 45 вперёд 28 направо 45 вперёд 40 направо 90 8. Домашнее задание с объяснением. (Карточка розового цвета) Задача № 8. Найти расстояние между точками А(х1, у1) и В(х2, у2), если х1=15, у1= _6, х2= _3, у2=4. Задача № 9. Вычислить 10­й член (a10) и сумму 10­ти членов (S10) арифметической прогрессии, если  известно, что a1=35 и d=4. Лекция  № 7. Тема   занятия:  Тема   2.3.   Системы   управления.   Автоматизированная   система управления. Цели  занятия:   Обучающая:  способствовать формированию   понятия  информационная система, структура, системный эффект, подсистема;  дать представление о том, что такое системный подход в науке. Развивающая: развивать представление учащихся о важности системного   мышления   в   современной   науке;   развивать   навык   быстрой   организации применения полученных знаний в различных ситуациях. Воспитательная: формировать и развивать у учащихся познавательные интересы;  воспитание чувства уверенности в себе и своих знаниях, чувства ответственности за результаты своего труда; формировать навыки коллективной работы. Управление   процессами. автоматизированных системах управления.    Представление   об   автоматических   и Информационный   процесс  —   процесс   получения,   создания,   сбора,   обработки, накопления, хранения, поиска, распространения и использования информации. (См. рис.)  Информационные системы  ­ системы, в которых происходят информационные процессы. Если   поставляемая   информация   извлекается   из   какого­либо   процесса   (объекта),   а выходная применяется для целенаправленного изменения того же самого объекта, то такую ин­формационную систему называют системой управления.  Виды   систем   управления    ручные,   автоматизированные  (человеко­машинные), автоматические (технические) .  Автоматизированная   система   управления  или  АСУ  —   комплекс   аппаратных   и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматическая подчёркивает сохранение за человеком­оператором некоторых   функций,   либо   наиболее   общего,   целеполагающего   характера,   либо   не поддающихся автоматизации.  Целенаправленное изменение АСУ различного назначения, примеры их использования. АСУ современного хлебопекарного предприятия  АСУ   современного   хлебопекарного   предприятия   должна   комплексно   отражать сферы деятельности хлебозавода: складской учет сырья, материальных средств, продукции основного,   а   также   вспомогательного   производств   хлебозавода,   учета   качества   сырья (продукции),   финансового   учета   (анализа),   налогового   (бухгалтерского)   учета, планирования   производства   хлеба   и   хлебобулочных   изделий,   финансовых   результатов деятельности предприятия хлебопекарной промышленности.  Современная АСУ хлебозавода является многоуровневой, а также иерархической (по   функциям   управления,   информационным   моделям,   структурам   баз   данных, архитектуре   программного   обеспечения   для   оптимального   функционирования хлебозавода).  Комплексная   АСУ   хлебопекарного   предприятия   обеспечивает   максимальный уровень   автоматизации   работы   пользователей,   предоставляет   удобные   инструменты конфигурирования,   а   также   управления,   позволяющие   адаптировать   АСУ   к   условиям конкретного предприятия хлебопекарной промышленности.  Использование АСУ позволяет руководству предприятия принимать обоснованные, грамотные решения при производстве хлебобулочных изделий.  АСУ ТП зерноперерабатывающих предприятий  Количество   контролируемых,   а   также   управляющих   параметров   современных автоматизированных   предприятий   хранения   и   переработки   зерна   (элеваторах, зернохранилищах,   мукомольных   заводах,   комбикормовых   комбинатах)   постоянно увеличивается,   давно   превысив   черту,   когда   оператор   может   самостоятельно   (без применения   сложных   автоматизированных   комплексов   для   предприятий   хранения   и переработки   зерна)   управлять   технологическим   процессом.   В   связи   с   этим,   вопрос внедрения   комплексной   автоматизации   зернохранилищ,   элеваторов,   силосов   и   других объектов по переработке и хранению зерна является довольно актуальным.  Современные средства АСУ ТП зерноперерабатывающих предприятий позволяют значительно снизить потери при хранении и переработке зерна, сэкономить энергоресурсы зерноперерабатывающих предприятий, элеваторов, минимизировать влияние человеческого фактора,   рисков   возникновения   аварийных   ситуаций   работы   автоматизированных технологических комплексов по хранению и переработке зерна. Последние разработки в области   АСУ   ТП   зерноперерабатывающей   отрасли   позволяют   автоматически прогнозировать   процесс   самосогревания   зерна,   надежно,   качественно   в   автоматическом режиме управлять потоками влажного и сухого зерна, процессом сушки, также системой формирования   технологических   маршрутов   в   пределах   зерноперерабатывающего предприятия.  Примеры оборудования с числовым программным управлением. Станки,   оборудованные   числовым   программным   управлением,   называются станками   с   ЧПУ.  Помимо   металлорежущих   (например,   фрезерные   или   токарные), существует оборудование для резки листовых заготовок, для обработки давлением.  Система ЧПУ производит перевод программ из входного языка в команды  управления главным приводом, приводами подач, контроллерами управления узлов станка  (включить/выключить охлаждение, например). Для определения необходимой траектории  движения рабочего органа (инструмента/заготовки) в соответствии с управляющей  программой рассчитывается траектория обработки деталей.  Числовое программное управление (ЧПУ) означает компьютеризованную систему управления,   считывающую   инструкции   специализированного   языка   программирования (например,   и пластмасообрабатывающих станков и станочной оснасткой.    и   управляющую   приводами   металло­,   дерево­   G­код) Автоматизированные системы управления производством, отраслью. Иерархия систем управления Любой   завод,   фабрику   или   учреждение   можно   рассматривать   как   объект управления.   при   этом   с   точки   зрения   автоматизации   управление   работой   предприятия может осуществляться по приведенной на ранее обобщенной схеме. Входная   информация   содержится   в   различного   рода   плановых,   финансовых, расходно­приходных   и   других   документах.   Они   выполняют   функции   аналогичные функциям датчиков Д1 в системах управления например, технологическими процессами. В названных документах указывается: что, когда, кому и по какой цене предприятие должно изготовить и  отправить; какие материалы, детали, узлы другие комплектующие изделия есть на  складе или в какой срок будут получены предприятием; сколько рабочих мест есть на предприятии, их производительность,  длительность технологического цикла изготовления изделия;  чертежи, перечни необходимых материалов и комплектующих изделий и  другая конструкторская документация, определяющая как должно выглядеть и  работать изделие; технологическая документация, описывающая  каким образом и на каком  оборудовании, с какой производительностью труда должно изготавливаться изделие; какая численность работающих на предприятии и их заработная плата; финансовое положение предприятия и др. Информацию о текущем состоянии объекта управления (предприятия) руководство получает   также   из   разного   рода   рапортов,   сводок,   текущих   отчетных   документов. Информация   о   результатах   работы   предприятия   (аналог   сигналов   с   датчиков   Д3) содержится также в документах: накладных, по которым готовая продукция сдается на складах;  документах, удостоверяющих качество продукции; финансовых   бухгалтерских   отчетных   документах,   в   которых   отражается экономическая деятельность предприятия, и т.д.  В   качестве  «исполнительных   механизмов»,  выполняющих   функции   управления процессом производства, в той или иной степени выступает каждый работник предприятия. Функции каждого подразделения предприятия (отдела, цеха, участка, бригады), а также  функции   каждого  работника   предприятия  и   их  взаимоотношения  друг  с   другом строго определены различными документами. На   рис.1.   представлена   типовая   структура   управления   промышленными предприятиями с учетом иерархии функций, прав и обязанностей сверху вниз, начиная от директора и кончая бригадой. Как правило, структура автоматизированной системы управления производством (АСУП) строится в соответствии с общей структурной схемой управления предприятием. В табл. 1. приведены сведения об основных функциях  и задачах, решаемых в типовой АСУП предприятия, а также указаны функциональные подразделения, которые используют результаты расчетов на ЭВМ по каждой задаче. АСУП   имеет  иерархическую   структуру,   отражающую   фактическую   структуру предприятия.   Аналогичное   построение   имеют   АСУ   отраслей   и   производственных объединений.   Перечень   решаемых   задач   на этих   более   высоких   уровнях   иерархии управления видоизменяется, но, в общем, их, как   и   для   АСУП   можно   разбить   на   следующие   группы   задач:   планирование,   учет   и Рис. 1. Типовая структура управления промышленным предприятием распределение   фондов   на   средства   производства   и   материалы;   анализ   и   составление статической   отчетности;   расчет   и   распределение   фондов   стимулирования   и капиталовложений; контроль исполнения решений. С  точки   зрения  иерархии  систем  АСУ  предприятий  находятся  на  более   низком уровне, чем отраслевые АСУ. Отраслевые   АСУ, АСУ производственных объединений и больших предприятий разрабатывается на основе больших универсальных ЭВМ типа ЕС ЭВМ. Для построения АСУП малых предприятий отечественная промышленность выпускает специализированный комплекс на базе миниЭВМ СМ1600 или М5000. Этот же комплекс может применяться для АСУП крупных цехов и отдельных производств. Обмен информацией между ЭВМ различных   уровней   АСУП   осуществляется   либо   по   специальным   каналам   связи,   либо пересылкой магнитных носителей информации большой емкости (обычно магнитных лент). Автоматизация управления технологическими процессами. Следующую ступень в иерархии систем автоматизированные системы управления технологическими   процессами   (АСТУП).   Данные   системы   являются   основой   для непосредственной автоматизации процесса изготовления изделия. Назначение и функции основных видов АСПУТП приведены в табл. 2. Современные   АСУТП   строятся   на   базе   микро­   и   миниЭВМ.   Последние используется в системах, где требуется быстрая обработка больших массивов информации или   сложные   математические   вычисления.   При   очень   больших   объемах   информации используются   универсальные   ЭВМ     серии   ЕС.   Наряду   с   автоматизированным оборудованием   и   робототехническими   комплексами     АСУ   ТП   является   основой   для построения гибких автоматизированных производств. Широкое распространение ЭВМ для управления   технологическими   процессами   и   оборудованием   привело   к   появлению специализированных   комплексов   на   базе   отечественных   миниЭВМ   М6000   и   М7000,   а позднее   миниЭВМ   СМ   1,СМ   2,   СМ   3   и   СМ   4,   а   также     микроЭВМ   СМ1800, «Электротехника­60»,   «Электротехника   НЦ»   и   др.,   содержащих   все   необходимые компоненты   для   сбора     и   обработки   производственной   информации   и   выработки управляющих   сигналов   для   оборудования.   В   данных   комплексах   используются   сотни различных   датчиков,   измерительных   приборов   и   исполнительных   приборов   и исполнительных механизмов. В конце 70­х годов был начат выпуск комплекса технических средств локальных информационно­управляющих   систем   (КТС   ЛИУС)   на   базе   специализированной микроЭВМ,   предназначенного   для   автоматизации   управления   отдельными   видами сложного оборудования. В   последние   годы   для   построения   АСУТП   все   более   широко   используется микроЭВМ,   программируемые   микропроцессорные   контроллеры   и   вычислительные комплексы на основе многих микроЭВМ, объединенных в локальной сети. Подробнее принципы построения и работы таких систем рассмотрены далее. Таблица 2. Назначение АСУТП Управление   технологическим процессом   (ЭВМ   управляет оборудованием)   Контроль параметров технологического   процесса (ЭВМ собирает и обрабатывает информацию; управляет процессом оператор)   Диагностика   и   контроль продукции   (ЭВМ   собирает   и обрабатывает   измерительную информацию) Управление складским хозяйством (ЭВМ ведет сбор и учет информации)   Функции АСУТП и области применение Управление   оборудованием   по   заданной   программе   с одновременным   контролем   состояния   самого   оборудования, обрабатываемого материала (температура, плотность, масса и т.д.),   внешней   среды   и   т.д.   Используется,   как   правило,   для управления   непрерывными   процессами   в   нефтехимии, энергетике, металлургии, сельском хозяйстве (теплицы) и т.д. Сбор и обработка данных о состоянии оборудования, сырья, металлов   и   полуфабрикатов,   времени   обработки,   состояния внешней среды, количестве и параметрах выходного продукта и т.д.   Используются   в   металлургии,   машиностроении,   на транспорте,   авиации, энергетике и т.д. Проверка   и   определение   неисправности   как   выходной продукции, так и основных блоков, деталей, узлов и т.д.   в   химической   промышленности, Учет и распределение по ячейкам склада материалов и изделий, подлежащих   хранению.   Автоматический   поиск   адреса   (где находится   тот   или   иной   продукт),   управление   складскими транспортными   средствами,   оформление   сопроводительной документации при выдаче заказа. Управление   транспортировкой Учет,   определение   и   планирование   направлений   и   объемов грузов и пассажиров Контроль охранной сигнализации   пожарной   и грузовых   и   пассажирских   перевозок,   расчет   маршрутов транспорта,   слежение   за   ритмичностью   перевозок   и   местом нахождения   грузов,   соблюдение   техники   безопасности перевозок. Используется на различных видах транспорта. Контроль за состоянием датчиков объекта Гибкое автоматизированное производство. Системы числового программного управления. Что   же   понимают   под   гибким   автоматизированным   производством   (ГАП)?   Это производство (поточная линия, цех, завод), которые функционирует на основе безлюдной или   малолюдной   технологии.   Как   и   всякое   производство,   ГАП     включает   в   себя технологическое оборудование, складские и транспортные системы, а также другие    Производственные компоненты. Работа всех компонентов ГАП координируется как единое целое с помощью многоуровневой микропроцессорной   распределенной системы управления,   в   которой   каждое   устройство   из   состава   ГАП   может   иметь   собственную систему   управления   на   основе   микроЭВМ.   Распределенная   система   управления обеспечивает   изменения программы функционирования компонентов ГАП и тем самым быструю   перестройку   и   гибкость   технологии   при   смене     производственного   здания. Системы ГАП рассчитаны на изготовление среднесерийных, мелкосерийных и единичных изделий, к которым относятся примерно 75% всех   изделий машиностроения. Наиболее распространены ГАП в области металлообработки, сборки, штамповки и т.д. Дальнейшим этапов развития ГАП   должны стать заводы­автоматы, которые требуют объединения в один   комплекс   двух   основных   составляющих:   автоматизированного   производства     и автоматизированного проектирования. Характерными особенностями ГАП являются резко повышение   производительности   труда,   быстрое   изменение   номенклатуры   выпускаемых изделий и освобождение человека от неквалифицированной и монотонной работы.  Для   реализации   ГАП   используется   широкая   гамма   различных   датчиков   и исполнительных   механизмов,   микропроцессорные   контроллеры,   микро­   и   мини   ЭВМ, системы управления базами данных, ЛВС, робототехнические комплексы и станки с ЧПУ, автоматизированный транспорт и склады, САПР, АСУП, АСУТП.  Электронно­вычислительные машины в ГАП используются для решения следующих задач:     непосредственное   управление   оборудованием,   обеспечение   надежности функционирования   ячеек   ГАП   и   производства   в   целом,   обеспечением   техники безопасности, учет и планирование. Для   управления   технологическим   оборудованием   на   производстве   широкое применение   нашли   системы   числового   программного   управления   (СЧПУ).   Наибольший эффект дает использование оборудование, оснащенного системами ЧПУ в составе ГАП. В системах ЧПУ положение и необходимое перемещение различных движущихся узлов станка или руки робота задают с помощью условных чисел в трехмерной системе координат  XYZ.При   этом   также   может   задаваться   включение   различных   устройств (например,   двигателей   или   клапанов),   а   также   время   выполнения   операций. Преобразование шагов по координатам в сигналы   управления двигателями перемещения узлами   осуществляет   встроенная   микроЭВМ.   Программа   загружается   в   нее   либо   с помощью   бумажного   или   магнитного   носителя,   либо   передается   по   каналу   связи   от управляющей ЭВМ верхнего уровня. В зависимости от вида оборудования  микроЭВМ может использовать различные   наиболее принципы   числового   программного   управления   оборудованием, распространенными из которых являются супервизорное и прямое числовое управление. В режиме супервизорного управления микроЭВМ получает исходную информацию о течение  технологического процесса и в соответствии с заданным алгоритмом управления может   изменять   настройку   регуляторов,   используемых   в   различном   технологическом оборудовании.   Таким   образом,   микроЭВМ   осуществляет   функции   обратной   связи   в контуре управления. Задачей супервизорного управления является поддержание условий технологического   процесса   вблизи   оптимальной   рабочей   точки   путем   оперативного воздействия   на   ход   данного   процесса.   При   супервизорном   управлении   в   качестве регуляторов   используют   специализированные     аналоговые   и   цифровые   вычислители, которые   преобразуют     управляющие   сигналы   микроЭВМ   в   сигналы   управления   для исполнительных механизмов. При   прямом   числовом   управлении   микроЭВМ   непосредственно   управляет исполнительными   механизмами,   проводя   все   необходимые   вычисления.   Такой   режим наиболее   полно   реализует   возможности   микроЭВМ   в   ГАП,   так   как   все   необходимые изменения   технологического   процесса   или   программы   обработки   детали   на   станке производятся   в   ГАП   дистанционно   путем   изменения   программы,   управляющей   ЭВМ, встроенной   в   оборудование.   В   распределенной   системе   управления   гибким автоматизированным   производством   каждая   микроЭВМ   верхнего   уровня   управляет нескольких микроЭВМ нижнего уровня. Задание: Перенесите таблицу в тетрадь и заполните ее, используя рис.1. Наименование функций Служба­пользователь Источник информации Расчет потребности в материалах и комплектующих изделиях Учет запасов и движения  материалов, комплектующих  изделий и оборудования Расчет потребности в материалах и комплектующих изделиях для  цехов и участков на день, месяц,  неделю Расчет планового задания для цеха, участка, бригады на смену, декаду  и месяц Расчет трудоемкости, норм  выработки и расценок на изделие Расчет цены изделия и объемов  производства  Расчет заработной платы Составление статистических  отчетов Расчет потребности в  оборудовании, электроэнергии,  воды и т.д. Расчет норм расхода материалов и  комплектующих изделий Оптимальное планирование  производства новых изделий Контроль выполнения приказов и  документов  Заполнение баз данных АСУП Контроль выполнения заказов и  поставок продукции потребителю Конструкторская документация ОМТС, бухгалтерия,  ПЭО, ОГМ, ОГЭ Расчетно­приходные документы Участки, цехи, ПДО План выпуска продукции План выпуска продукции,  конструкторская и  технологическая документация Технологическая документация,  нормы времени и расценки Конструкторская и  технологическая документация,  расчет трудоемкости Результаты работы всех основных  задач АСУП Технологическая документация ОГТ, ОМТС, ПЭО,  бухгалтерия Конструкторская документация ПЭО, ПДО, ОГТ, ОГК План предприятия Администрация Справочные документы Заказы потребителей