Мощными системными применениями вычислительной техники являются автоматизированные системы управления экономико-организационного типа (АСУ, АСУП и т.п.), системы автоматизации проектирования и конструирования (САПР), информационно-поисковые системы и системы управления сложными технологическими процессами (АСУ ТП).
Появившаяся более чем 30 лет назад система автоматизированного проектирования непрерывно эволюционировала, изменяя свое содержание. Вначале она ассоциировалась со структурным анализом метода конечных элементов. Впоследствии основной упор был сделан на автоматизированное черчение, и сегодня большинство имеющихся САПР в основном ориентировано на выполнение функций черчения. В настоящее время функции САПР расширяются вследствие распространения системы на решение задач интеллектуального плана.
Процесс проектирования представляет собой не только процедуру создания разработчиком некоторой новой информации, в него входит анализ данной проблемы, включающий изучение целей проектирования, имеющихся данных, объектов-аналогов и т.п., выяснение критических параметров и учет существующих факторов, выбор предположительных путей достижения поставленных целей, собственно проектирование, расчет и оптимизация узлов и компонентов, моделирование отдельных процессов, представление результатов в той или иной форме. Все эти стадии составляют содержание автоматизированного проектирования.
Одним из наиболее популярных пакетов САПР является пакет универсального назначения AutoCAD, разработанный фирмой Auto Desk и предоставляющий разработчикам широкие возможности проектирования разнообразных технических систем. Чертежи, рисунки и схемы создаются в интерактивном режиме. В набор функций входит панорамирование, увеличение, масштабирование, поворот, секционирование, штриховка и другие операции преобразования изображений. Одним из важных достоинств системы является возможность работы с трехмерной графикой, позволяющей строить реальные объекты, которые можно обозревать в различных ракурсах. Для создания сложных кривых применяется специальный метод полилиний, представляющих собой соединенные отрезки прямых линий и дуг.
Применение ЭВМ для целей управления началось достаточно давно. Традиционно области управления делятся на административное и технологическое управление.
В середине 70-х годов сформировался сегодняшний облик автоматизированных систем управления (АСУ). Были автоматизированы регламентированные массовые рутинные операции, обычно возлагаемые на младший управленческий персонал, функции сбора и первичной обработки данных.
В области административного управления значительное место занимает конторская деятельность, связанная с формированием новых документов, справок, отчетов по текущему и предполагаемому состоянию объектов управления. Автоматизация этой деятельности привела к появлению концепции электронного офиса, в котором обработка, передача, хранение и поиск данных осуществляются на основе ЭВМ. Концепция электронного офиса оказалась чрезвычайно плодотворной, ибо она позволяет значительно сократить управленческий штат, улучшить коммуникацию между подразделениями учреждения, повысить оперативность управления.
Поскольку основу деловой деятельности управленческих кадров среднего уровня составляют обработка текстов, хранение и выдача документов, существенными компонентами электронного офиса стали такие программные системы, как текстовые редакторы, электронные таблицы, СУБД.
В деятельности учреждений большую роль играет внутриорганизационное распределение потоков данных, обеспечиваемое средствами передачи данных. Развитие систем автоматизации учрежденческого труда привело к появлению таких средств электронной связи, как электронная почта и компьютеризированные телеконференции. Под электронной почтой понимается передача или распределение информационных сообщений с помощью электронных средств связи. Системы компьютеризированных телеконференций представляют собой технические средства, соединенные линиями связи и предназначенные для одновременного обмена информацией внутри группы людей.
Рассматривая использование ЭВМ в технологическом управлении, можно выделить целую группу применений, связанных с измерениями и отображениями измеренного состояния. ЭВМ оказались информационным ядром принципиально новых средств производства; гибких производственных систем (ГПС) и измерительных комплексов.
Создание на основе ПК контрольно-измерительной аппаратуры, с помощью которой можно проверять изделия прямо на производственной линии, является одной из новых областей применения ЭВМ на предприятиях. Использование ЭВМ в качестве контрольно-измерительных приборов экономически более эффективно, чем выпуск в ограниченных количествах специализированных сложных приборов с вычислительными блоками.
Большой эффект в машиностроении дают ГПС, состоящие из станков с числовым программным управлением, автоматизированных складских и транспортных систем, управляемых при помощи ЭВМ.
В АСУ ТП за работой технологического комплекса следят многочисленные датчики-приборы, измеряющие параметры технологического процесса (например, температуру и толщину прокатываемого металлического листа), контролирующие состояние оборудования (например, температуру подшипников турбины) или определяющие состав исходных материалов и готового продукта. Таких приборов в одной системе может быть от нескольких десятков до нескольких тысяч.
Датчики постоянно выдают сигналы, меняющиеся в соответствии с измеряемым параметром (аналоговые сигналы), в устройство связи с объектом (УСО) ЭВМ. В УСО сигналы преобразуются в цифровую форму и затем по определенной программе обрабатываются вычислительной машиной. ЭВМ сравнивает полученную от датчиков информацию с заданными результатами работы агрегата и вырабатывает управляющие сигналы, которые через другую часть УСО поступают на регулирующие органы агрегата. Например, если датчики подали сигнал, что лист прокатного стана выходит толще, чем предписано, то ЭВМ вычислит, на какое расстояние нужно сдвинуть валки прокатного стана и подаст соответствующий сигнал на исполнительный механизм, который переместит валки на требуемое расстояние.
Одним из важнейших свойств АСУ ТП является обеспечение безаварийной работы сложного технологического комплекса. Для этого в АСУ ТП предусматривается возможность диагностирования технологического оборудования. На основе показаний датчиков система определяет текущее состояние агрегатов и тенденции к аварийным ситуациям и может дать команду на ведение облегченного режима работы или остановку вообще. При этом оператору представляют данные о характере и местоположении аварийных участков.
Таким образом, АСУ ТП обеспечивают лучшее использование ресурсов производства, повышение производительности труда, экономию сырья, материалов и энергоресурсов, исключение тяжелых аварийных ситуаций, увеличение межремонтных периодов работы оборудования.
В связи с широким применением ЭВМ в различных областях деятельности человека все большее значение приобретает компьютерная грамотность – умение пользоваться компьютером для выполнения определенных задач.
