Современные задачи измерений и научных исследований

Современные задачи и условия проведения научных экспериментов при исследовании явлений, процессов и веществ, а также испытательных экспериментов, исследовании образцов различной промышленной продукции связаны с необходимостью выполнения больших объемов измерений разнообразных физических величин и технологических параметров. В промышленности это сотни и тысячи параметров.

Достижение новых существенных результатов исследований, повышение сложности испытываемых машин и оборудования предъявляют всё более жесткие требования к измерительной аппаратуре по точности, достоверности результатов измерения, скорости выполнения экспериментов. Усложняется обработка полученных результатов измерений, которая проводится в реальном масштабе времени алгоритмом, изменяющимся в ходе эксперимента в зависимости от получаемой измерительной информации. Это приводит к значительному росту трудоемкости и стоимости проведения измерительных процедур и эксперимента в целом и требует создания специальных измерительных информационных систем (ИИС), автоматизированных систем научных исследований (АСНИ). Построение таких систем невозможно без широкого использования современной вычислительной техники, в первую очередь ПЭВМ пятого поколения, оснащенных развитыми средствами связи с объектами исследования и управления.

По сравнению с производственно-технологическими процессами научно-технический эксперимент имеет ряд особенностей, учет которых необходим при проектировании ИИС и АСНИ: разнотипность научно-технических экспериментов в сочетании с массовым характером применения; относительная структурно-функциональная неустойчивость систем, необходимость обеспечения возможности сравнительно простой и быстрой перестройки конфигурации при изменение и усложнении методики исследования, наращивании функций; многочисленность датчиков и исполнительных органов, особенно в АСНИ лабораторного типа; широкий частотный спектр исследуемых сигналов, от единиц Герц до десятков и сотен мегаГерц. Характерны значительные объемы выборки измерительной информации; широкая кооперация проведения научных исследований, при решении крупных научных исследований, научно-технических проблем. При этом для обеспечения возможности объединения усилий многих разработчиков остро влияет проблема системной совместимости различных компонентов АСНИ и ИИС.

1.1. Информационные процессы в развитии человеческого общества

Информационным называют процесс, возникающий при установлении связи между источником информации и её приемником. Основные процессы при этом обнаружение и счет, измерение и контроль, сбор и распределение, распознавание и диагностика, передача и хранение, обобщение и отображение.

Роль информационных процессов в общественной жизни человека – это, во-первых, повышение эффек­тивности как в материальном производстве так и в непроизводст­венной сфере; во-вторых удовлетворение материальных и духовных потреб­ностей людей и всестороннее развитие человека путём их использования как в быту, так и для улучшения условий труда, отдыха, укрепления здоровья, улучшения охраны природной среды; в-третьих, обогащение духовной жизни является средством материального обеспечения содержательного заполнения свобод­ного времени.

Информатизация общества – это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена. Информатизация общества обеспечивает:

· Активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде научной, производственной и других видах деятельности его членов;

· Интеграцию информационных технологий в научные и производственные виды деятельности, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности;

· Высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.

Применение открытых информационных систем, рассчитанных на использование всего массива информации, доступной в данный момент обществу в определенной его сфере, позволяет усовершенствовать механизмы управления общественным устройством, способствует гуманизации и демократизации общества, повышает уровень благосостояния его членов. Процессы, происходящие в связи с информатизацией общества, способствуют не только ускорению научно-технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой

деятельности, но и созданию качественно новой информационной среды социума, обеспечивающей развитие творческого потенциала индивида.

Одно из направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образования – процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных или, как их принято называть, новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения и воспитания.

Процесс информатизации так же затронул и экономические отрасли. Их радикальное усовершенствование и приспособление к современным условиям стало возможным благодаря массовому использованию новейшей компьютерной, телекоммуникационной, информационно-измерительной техники, формирование на ее основе высокоэффективных измерительных управляющих технологий.

Новые информационные технологии значительно расширяют возможности использования информационных ресурсов в различных отраслях промышленности, а также в образовании.

Согласно определению, информационная технология – 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 информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов, производственных процессов и производств.

Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий и использованием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.

Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека, как для профессиональной сферы, так и для бытовой.

Основные признаки деления информационных технологий:

· По виду задач и процессов обработки информации:

1-й этап (60 – 70-е гг.) – обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация рутинных действий человека.

2-й этап (с 80-х гг.) – создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

· По проблемам, стоящим на пути информатизации общества:

1-й этап (до конца 60-х гг.) – характеризуется проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.

2-й этап (до конца 70-х гг.) – связывается с распространением ЭВМ серии IBM/360. Проблема этого этапа – отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств.

3-й этап (с начала 80-х) – компьютер становится инструментом непрофессионального пользователя, а информационные системы – средством поддержки принятия его решений. Проблемы – максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде.

4-й этап (с начала 90-х гг.) – создание современной технологии меж организационных связей и информационных систем. Проблемы этого этапа весьма многочисленны. Наиболее существенными из них являются:

- выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи;

- организация доступа к стратегической информации;

- организация защиты и безопасности информации.

По преимуществу, которое приносит компьютерная технология:

1-й этап (с начала 60-х гг.) – характеризуется довольно эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами. Основная проблема на этом этапе была психологическая – плохое взаимодействие пользователей, для которых создавались информационные системы, и разработчиков из-за различия их взглядов и понимания решаемых проблем. Как следствие этой проблемы, создавались системы, которые пользователи плохо воспринимали и, несмотря на их достаточно большие возможности, не использовали в полной мере.

2-й этап (с середины 70-х гг.) – связан с появлением персональных компьютеров. Изменился подход к созданию информационных систем – ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений. Пользователь заинтересован в проводимой разработке, налаживается контакт с разработчиком, возникает взаимопонимание обеих групп специалистов. На этом этапе используется как централизованная обработка данных, характерная для первого этапа, так и децентрализованная, базирующаяся на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочем месте пользователя.

3-й этап (с начала 90-х гг.) – связан с понятием анализа стратегических преимуществ в производстве и бизнесе и основан на достижениях телекоммуникационной технологии распределенной обработки информации. Информационные системы имеют своей целью не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь персоналу. Соответствующие информационные технологии должны помочь организации выстоять в конкурентной борьбе и получить преимущество.

Информатизация общества является одной из закономерностей современного социального прогресса. Этот термин все настойчивее вытесняет широко используемый до недавнего времени термин «компьютеризация общества». При внешней похожести этих понятии они имеют существенное различие.

При компьютеризации общества основное внимание уделяется развитию и внедрению технической базы компьютеров, обеспечивающих оперативное получение результатов переработки информации и ее накопление.

При информатизации общества основное внимание уделяется комплексу мер, направленных на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех видах человеческой деятельности.

Таким образом, «информатизация общества» является более широким понятием, чем «компьютеризация общества», и направлена на скорейшее овладение информацией для удовлетворения своих потребностей. В понятии «информатизация общества» акцент надо делать не столько на технических средствах, сколько на сущности и цели социально-технического прогресса. Компьютеры являются базовой технической составляющей процесса информатизации общества.

Информатизация на базе внедрения компьютерных и телекоммуникационных технологий является реакцией общества на потребности в существенном увеличении производительности труда в информационном секторе общественного производства, где сосредоточено более половины трудоспособного населения. Так, например, в информационной сфере США занято более 60% трудоспособного населения, в СНГ – около 40%.

Информационные технологии прочно вошли в нашу жизнь. Применение ЭВМ стало обыденным делом, хотя совсем еще недавно рабочее место, оборудованное компьютером, было большой редкостью. Информационные технологии открыли новые возможности для работы и отдыха, позволили во многом облегчить труд человека.

Современное общество вряд ли можно представить без информационных технологий. Перспективы развития вычислительной техники сегодня сложно представить даже специалистам. Однако ясно, что в будущем нас ждет нечто грандиозное. И если темпы развития информационных технологий не сократятся (а в этом нет никаких сомнений), то это произойдет очень скоро.

С развитием информационных технологий растет прозрачность мира, скорость и объемы передачи информации между элементами мировой системы, появляется еще один интегрирующий мировой фактор. Это означает, что роль местных традиций, способствующий самодостаточному инерционному развитию отдельных элементов, слабеет. Одновременно усиливается реакция элементов на сигналы с положительной обратной связью. Интеграцию можно было бы только приветствовать, если бы ее следствием не становилось размывание региональных и культурно-исторических особенностей развития.

Информационные технологии вобрали в себя лавинообразные достижения электроники, а также математики, философии, психологии и экономики. Образовавшийся в результате жизнеспособный гибрид ознаменовал революционный скачок в истории информационных технологий, которая насчитывает сотни тысяч лет.

Современное общество наполнено и пронизано потоками информации, которые нуждаются в обработке. Поэтому без информационных технологий, равно как без энергетических, транспортных и химических технологий, оно нормально функционировать не может.

Социально-экономическое планирование и управление, производство и транспорт, банки и биржи, средства массовой информации и издательства, оборонные и производственные системы, социальные и правоохранительные базы данных, сервис и здравоохранение, учебные процессы, офисы для переработки научной и деловой информации, наконец, Интернет –информационные измерительные системы всюду.