сро 4 недел разработка. Основные интерфейсы систем управления

• Название: Основные интерфейсы систем управления
• Дата: 16.03.2021
• Размер: 97.88 Kb.
• Имя файла: сро 4 недел разработка.docx
• Тип: Документы; #185269

Министерство Образования и Науки Республики Казахстан

НАО «Университет имени Шакарима»

СРО
Дисциплина: Разработка интерфейсов систем управления

На тему: «Основные интерфейсы систем управления»
Выполнил: Джакупов Ильяс

Группа: АУ-802

Проверил: Демьяненко.А.И

Семей 2021

Содержание

Понятие интерфейса системы управления 2

Низкоуровневые и высокоуровневые интерфейсы 4

Основные интерфейсы системы управления 5

Список литературы: 9

Понятие интерфейса системы управления

Создание современных компьютерных систем и различного рода информационных и информационно – управляющих систем связано с задачей объединения в один комплекс различных блоков вычислительных систем, устройств хранения и отображения информации, аппаратуры получения данных и непосредственно различных ЭВМ. Эта задача возлагается на унифицированные системы сопряжения – интерфейсы.

Толковый словарь по вычислительным системам определяет понятие "интерфейс" (от английского - interface) как границу раздела двух систем, устройств или программ, элементы соединения и вспомогательные схемы управления, используемые для соединения устройств.

Существует несколько различных определений понятия интерфейса, связанных в основном с областями его применения. Эти определения описывают ту часть и те функции интерфейса, которые имеют наибольшее значение для данной области его применения.

Наиболее часто используемым определением интерфейса для вычислительных, информационно - управляющих систем и систем обработки информации является следующее:

-интерфейс - это совокупность унифицированных аппаратурных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных элементов в автоматических системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости указанных элементов.

Применительно к компьютерным системам он означает средства взаимодействия между компонентами системы, к которым относятся технические (аппаратные) уст­ройства ЭВМ, внешние приборы и датчики, вычислительные сети, программ­ные модули, пользователи и др. Таким образом, основное назначение интерфейсов – это обеспечение совместимости отдель­ных компонент системы, поскольку он обеспечивает взаимосвязь между составными функциональными блоками или устройствами системы и унификацию внутрисистемных и межсистемных связей и устройств сопряжения с целью эффективной реализации прогрессивных методов проектирования функциональных элементов вычислительной системы.

В интерфейсе для взаимодействия технических элементов систем должна быть обес­печена электрическая, конструктивная, информационная совместимость. При взаимодействия программ совместимость означает возможность обмена дан­ными и передачи управления. При взаимодействия компьютерной систе­мы с пользователем под совместимостью понимают возможность активного участия пользователя в процессе работы системы.

Для решения задач совместимости в интерфейсе обыч­но предусмотрено решение вопросов сопряжения на механическом (число проводов, эле­менты связи, типы соединений, разъемы, номера контактов и т. п.) и логическом (сигналы, их длительность, полярность, частоты и амплитуда, протоколы взаи­модействия) уровнях. В современных интерфейсах для формирования стандарта подключения устройств к системе широко используются наборы микросхем, генерирующих стандартные сигналы.

С точки зрения области применения и используемых средств построения, интерфейс можно разделить на два вида - аппаратный (низкоуровневый) интерфейс и программный (высокоуровневый) интерфейс (интерфейс пользователя).

Низкоуровневые и высокоуровневые интерфейсы

Низкоуровневые интерфейсы – это средства сопряжения технических (ап­паратных) устройств, поддерживаемые системным программным обеспечени­ем. К этой группе относятся следующие виды интерфейсов:

- системные интерфейсы ЭВМ, которые служат для объединения со­ставных блоков и устройств ЭВМ (модулей памяти, контроллеров НМД, НГМД, видеоконтроллеров и др.) в единую систему;

- интерфейсы периферийного оборудования, которые служат для под­ключения к компьютеру как оборудования общего назначения, так и специа­лизированного оборудования (измерительных приборов, исполнительных механиз­мов);

- интерфейсы сетей передачи данных (протоколы и стыки).

Таким образом, к низкоуровневому (аппаратному) интерфейсу можно отнести все виды интерфейсов, построенные с использованием различных технических средств и обеспечивающие взаимодействие аппаратных средств между собой.

Высокоуровневые интерфейсы – это средства организации взаимодействия компонентов компьютерной системы на уровне прикладного программного обеспечения. К этой группе интерфейсов относятся:

- пользовательские интерфейсы - комплексы средств, обеспечивающие интерактивное взаимодействие пользователя с системой;

- межпрограммные и межмодульные интерфейсы, обеспечивающие взаимодействие программ, а также взаимодействие программных мо­дулей.

Во многих определениях программный интерфейс отождествляется с диалогом, который подобен диалогу или взаимодействию между двумя людьми. Для формализации правил такого диалога человека и машины используется понятие "Общий Пользовательский Доступ", -правила, которые объясняют программный интерфейс в терминах общих элементов, таких как представление информации на экране, и правила интерактивной технологии, т.е. реагирование человека-оператора на то, что представлено на экране.

К программному интерфейсу, таким образом, можно отнести те виды интерфейса, которые строятся с использованием программных средств и обеспечивают взаимодействие человека с компьютерными системами.

На рисунке 1 представлена схема, показывающая взаимодействие различных видов интерфейса и их место в компьютерных системах управления и обработки информации.



Рисунок 1 Различные виды интерфейсов и их взаимодействие

Основные интерфейсы системы управления

Разработка и обобщение принципов и методов создания эффективных интерфейсов пользователя — одна из основных задач информационных технологий. Различают четыре основных способа организации управления:

• 
  командное управление;
  
• 
  пакетное управление;
  
• 
  диалоговое управление;
  
• 
  адаптивное управление.
  

Командный способ управления наиболее прост в техническом исполнении. Модель командной системы управления приведена на рис. 2.

При командном управлении оператор может:

• формировать команды;

• брать их из своей памяти;

• брать команды из источника данных, например из руководства по работе с системой;

• получать команды по информационным каналам от вышестоящих элементов системы управления.

Недостатки командного управления: 1) низкая производительность работы; 2) необходимость знать правила ввода системных команд. Человеку обычно трудно управлять устройствами, система команд которых насчитывает несколько десятков.

Пакет — это заранее сформированная последовательность команд управления. В пакетном режиме оператор выдает системе весь пакет сразу, после чего роль оператора выполняет операционная система. Пакетный режим устраняет основной недостаток командного управления: система не простаивает в ожидании очередной команды.



Рис. 2. Схема командного управления

Пакетный режим эффективен и производителен, но не освобождает оператора от необходимости знать систему команд исполнителя.

На практике пакетный процесс управления осуществляется в два этапа. Первый этап подготовительный, готовятся командные пакеты. Второй этап — исполнительный, на этом этапе пакеты исполняются. Подготовкой пакета занимаются специально обученные люди — программисты. Если пакет программ аккуратно подготовлен и тщательно проверен, то реализовать его может обычный пользователь. Схема пакетной системы управления приведена на рис. 3. Операционные системы «командной строки» — это примеры управления компьютером с помощью командного и пакетного управления.

В диалоговом режиме управляемая система сама обращается к оператору с запросами, позволяющими выбрать способ управляющего воздействия на систему. Диалоговый способ управления устраняет второй недостаток командного управления — необходимость изучения системы команд исполнителя. Пользователь анализирует простые и понятные запросы, поступающие от системы, и выбирает наиболее правильные действия. Недостаток диалогового интерфейса — очень низкая техническая эффективность. Система тратит значительные ресурсы для организации удобного интерфейса для работы пользователя.



Рис. 3. Схема пакетной системы управления

В открытой системе управления пользователь получает информацию от одного объекта, а управляет другим. Модель открытой системы управления приведена на рис. 4.



Рис. 4. Модель открытой системы управления

В замкнутой системе происходит управление тем объектом, от которого поступает информация. Модель замкнутой системы управления приведена на рис. 5.

Модель замкнутой системы имеет дополнительную информационную связь, которую обслуживает отдельный канал связи. Он соединяет объект управления с источником управляющей информации и действует в направлении, обратном управляющей связи. Поэтому



Рис. 5. Модель замкнутой системы управления

такая связь называется обратной связью. Через нее оператор получает информацию о состоянии управляемого объекта.

На использовании принципа обратной связи основано адаптивное управление. Адаптация — это процесс активного приспособления к условиям и обстоятельствам окружающей среды. При адаптивном управлении оператор учитывает информацию, поступающую от объекта управления по каналу обратной связи. Для человека адаптивное управление — наиболее естественный способ управления. Люди адаптивно управляют своим телом при ходьбе. Адаптивно происходит управление зрением, слухом, дыханием, кровообращением.

Операционные системы с графическим интерфейсом — пример адаптивного управления компьютером. При написании программ в интегрированной среде разработки выделение отдельных буквосочетаний цветом, подсказки и сообщения об ошибках — это примеры обратной связи, а реакция на них — примеры адаптивного управления.

Список литературы:

1. 
   Батенькина О.В. Дизайн пользовательского интерфейса информационных систем: учеб. Пособие для студентов вузов по направлению подгот. 230400 «Информационные системы и технологии»/ О.В. Батенькина; ОмГТУ. –Омск: изд-во ОмГТУ, 2014. -111 с.
   
2. 
   Шишмарев В.Ю. Основы автоматического управления: учебное пособ. для студ. высш. учеб. заведений / В.Ю. Шишмарев. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 352 с.
   
3. 
   Борисов А.М. Основы построения промышленных сетей автоматики / А.М. Борисов. –Челябинск: издательский центр ЮУрГУ, 2012. -108 с.
   
4. 
   Аппаратные средства и программное обеспечение систем промышленной автоматизации: Учеб. пособ./ И.А. Данилушкин; Самар. гос. тех. ун-т. Самара, 2005. -168 с.
   
5. 
   Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. –М.: Горячая линия-Телеком, 2009. -608 с.