Автоматизированное рабочее место его виды и классификации

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной выпускной квалификационной работы стало раскрытие понятия автоматизированного рабочего места,  его виды и классификации.

Актуальность определяется широким внедрением АРМ во все без исключения сферы деятельности, как организаций, так и физических лиц.

Задачи автоматизированного рабочего места (АРМ) можно вывести из самого понятия АРМ, итак, можно сказать, что это вычислительная система, предназначенная для автоматизации профессиональной деятельности.

Современные предприятия и фирмы представляют собой сложные организационные системы, отдельные составляющие которых- основные и оборотные фонды, трудовые и материальные ресурсы и другие- постоянно изменяются и находятся в сложном взаимодействии друг с другом. Функционирование предприятий и организаций различного типа в условиях рыночной экономики поставило новые задачи по совершенствованию управленческой деятельности на основе комплексной автоматизации управления всеми производственными и технологическими процессами, а также трудовыми ресурсами.

Рыночная экономика приводит к возрастанию объема и усложнению задач, решаемых в области организации производства, процессов планирования и анализа, финансовой работы, связей с поставщиками и потребителями продукции, оперативное управление которыми невозможно без организации современной автоматизированной информационной системы.

Наличие системы, автоматизирующей сбор, подготовку и обработку информации, является одним из необходимых условий, определяющих конечный успех деятельности предприятия.

АРМ можно определить как комплекс информационных ресурсов, программно-технических и организационно-технологических средств индивидуального и коллективного пользования, объединенных для выполнения определенных функций профессионального работника управления.

Одним из первых примеров системного применения ЭВМ в мировой практике были так называемые административные системы обработки данных: автоматизация банковских операций, бухгалтерского учета, резервирования и оформления билетов и т.п. Решающее значение для эффективности систем подобного рода имеет то обстоятельство, что они опираются на автоматизированные информационные базы. Это означает, что в памяти ЭВМ постоянно сохраняется информация, нужная для решения тех задач, на которые рассчитана система. Она и составляет содержимое информационной базы соответствующей системы.1

При решении очередной задачи система нуждается во вводе только небольшой порции дополнительной информации, - остальное берется из информационной базы. Каждая порция вновь вводимой информации изменяет информационную базу системы. Эта база (информационная, или база данных) находится, таким образом, в состоянии непрерывного обновления, отражая все изменения, происходящие в реальном объекте, с которым имеет дело система.

По мере своего дальнейшего развития административные системы обработки данных перерастают в автоматизированные системы управления (АСУ) соответствующими объектами в которых, как правило, не ограничиваются одной ЭВМ, а в составе двух и более ЭВМ объединяют в вычислительный комплекс (ВК).

Автоматизированная система управления (АСУ) – это человеко-машинная система, в которой с помощью технических средств обеспечивается сбор, накопление, обработка информации, формулирование оптимальной стратегии управления определенными компонентами и выдача результатов человеку или группе людей, принимающих решение по управлению. Под оптимальной стратегией понимается стратегия, минимизирующая или максимизирующая некоторые характеристики объекта.

С целью обеспечения возможности взаимодействия человека с ЭВМ в интерактивном режиме появляется необходимость реализовать в рамках АСУ, так называемое АРМ – автоматизированное рабочее место. АРМ представляет собой совокупность программно-аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие человека с ЭВМ, т.е. такие функции как возможность ввода информации в ЭВМ; возможность вывода информации из ЭВМ на экран монитора, принтер или другие устройства вывода (в настоящее время этот перечень достаточно широк – графопостроители, и т.п.).

Так называемые интеллектуальные АРМ в свою очередь также содержат в своем составе ЭВМ, тем или иным способом подсоединенную к центральной ЭВМ (ВК) АСУ. Устройства ввода также должны обеспечивать широкий спектр вводимой информации: текстовой, координатной, факсимильной и т.д. Поэтому АРМ оснащаются при необходимости универсальной или специальной клавиатурой, устройствами ввода координатной информации (типа мыши), различного рода сканерами и т.д.

С целью повысить спектр форм представления информации, выводимой из ЭВМ, АРМ оснащается цветными мониторами, средствами создания и управления звуковыми сигналами вплоть до возможности создания и воспроизведения речевых сигналов.2

1. АНАЛИЗ КОНЦЕПЦИИ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

1.1. Общая характеристика систем управления

Система управления – это совокупность управляемого объекта или процесса и устройства управления, к которому относится комплекс средств приема, сбора и передачи информации и формирования управляющих сигналов и команд. При этом действие системы управления направлено на улучшение и поддержание работы процесса или объекта. В некоторых случаях без АСУ вообще невозможно решение задачи в силу сложности процесса управления. Управляемый объект - это элемент системы, который для нормального функционирования нуждается в систематическом контроле и  регулировании. Управляющий объект - элемент системы, который обеспечивает слежение за деятельностью управляемого объекта, выявляет возможные отклонения от заданной программы и обеспечивает своевременное приведение его к нормальному функционированию.3

Все системы управления, с точки зрения логики их функционирования, решают три задачи:

1. Сбор информации об управляемом объекте;

2. Обработки информации;

3. Выдачи управляющих воздействий в той или иной форме.

В зависимости от вида системы, управление представляет собой  воздействия на физическом или информационном уровне, направленные на поддержание или улучшение функционирования  управляемого объекта в соответствии с имеющейся программой или целью управления.

Различают два основных типа систем управления:

1. Системы управления технологическими процессами в широком смысле этого слова, предназначенные для непосредственного управления производственными процессами на физическом уровне процесса;

2. Системы информационного управления, имеющие дело с объектами организационной природы, предназначенные для решения задач управления таких объектов управления, как крупные технические подразделения, военные, строительные и иные объекты разных рангов.

Главное отличие между ними заключается в характере объекта управления. В первом случае это всевозможные установки, приборы, станки и прочее, во втором – прежде всего люди.

Другое отличие между указанными системами заключается в форме передачи информации. Если в системах управления технологическими процессами основной формой передачи информации являются различного рода сигналы, то в системах организационного управления это документы. Четкую границу между двумя рассматриваемыми типами систем провести невозможно, чаще всего передача информации осуществляется как с помощью документов, так и с помощью сигналов.

Автоматизация систем управления осуществляется с помощью вычислительной техники. В зависимости от степени участия человека в управлении, системы управления можно классифицировать следующим образом:

1. Автоматизированные;

2. Полуавтоматические;

3. Автоматические.

Автоматизированная система не исключает, а наоборот, предполагает участие человека в управлении системой и принятие человеком ключевых решений, в то время как автоматические системы управления исключают участие человека в управлении объектом. Полуавтоматическая система может рассматриваться как вариант автоматической системы, в которой уровень развития техники еще не позволяет исключить человека из контуров системы управления.

Центральным ядром системы управления, с помощью которого осуществляется ее автоматизация, является вычислительная машина. Возможны два способа взаимодействия между ЭВМ, объектом управления и органом управления.

В первом случае ЭВМ используется, как правило, для решения отдельных периодически повторяющихся трудоемких задач. Сбор информации ведется вручную, так же осуществляется и подготовка документов с управляющими воздействиями. Подобная система может быть названа системой обработки данных. Обращение пользователей к системам обработки данных чаще всего приводит к обновлению информации; вывод информации может вовсе отсутствовать или представлять собой результат программной обработки хранимых сведений, а не сами сведения. Примером системы обработки данных может быть система сберегательного банка города. Она содержит сведения о вкладах жителей города, большинство обработок банковской информации предполагает обновление сумм вкладов, расчет процентов, подведение итогов за некоторый период работы и т.п.

Во втором случае основная информация о состоянии управляемого объекта собирается автоматически машиной (в общем случае – вычислительным центром). ЭВМ перерабатывает поступающую информацию и в том или ином виде готовит выходную документацию, после чего выносится решение о воздействии на объект. Автоматизированные системы управления классифицируют также в зависимости от вида выдаваемой ими выходной документации. Последняя может быть представлена в виде:

1. Переработанной, упорядоченной совокупности сведений об управляемом объекте. На основании их человек (или группа людей) принимает решение о характере воздействия на объект. Это свойственно системе обработки данных, но не собственно автоматизированной системе.

2. Совокупности рекомендаций (вариантов решения) относительно характера воздействия на управляемый объект. Окончательное решение  в данном случае принимает человек. Такая реализация наиболее типична для автоматизированных систем управления.4

1.2. Функциональное назначение АРМ РД

С целью обеспечения возможности взаимодействия человека с системой, с целью доступа к результатам регистрации информации, появляется необходимость реализовать в рамках АСУ АРМ, представляющее собой совокупность программно-аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие человека с ЭВМ в интерактивном режиме.

Вся информация, циркулирующая в системе, в процессе управления функционированием технических средств системы и получения результатов регистрации информации после обработки специально разработанными алгоритмами в формализованном виде поступает в АРМ .

Регистрация – это сохранение в памяти ЭВМ информации, поступающей в систему или циркулирующей в системе в некоторых информационных массивах, организованных как базы данных. Также необходимо обеспечить сохранение всей информации о техническом состоянии устройств, поступающей в систему или циркулирующей в системе.

Документирование – это, по сути, представление на экране монитора или принтере выборки из этих  информационных массивов (баз данных) в заданной, удобной для дальнейшего анализа, форме.

Хранение информации в памяти ЭВМ в виде информационных массивов и возможность представления выборок из этих информационных массивов на экран монитора и принтер для обеспечения успешного взаимодействия человек–система – задачи регистрации и документирования информации, которые были поставлены перед создателями АРМ РД.5

1.3. Структура и классификация  АРМ

В основу конструирования АРМ положены следующие основные принципы:

1. Максимальная ориентация  на конечного пользователя, достигаемая  созданием инструментальных средств  адаптации АРМ к уровню подготовки пользователя, возможностей его обучения и самообучения.

2. Формализация профессиональных  знаний, то есть возможность предоставления  с помощью АРМ самостоятельно  автоматизировать новые функции  и решать новые задачи в  процессе накопления опыта работы с системой.

3. Проблемная ориентация  АРМ на решение определенного  класса задач, объединенных общей  технологией обработки информации, единством режимов работы и  эксплуатации, что характерно для  специалистов экономических служб.

4. Модульность построения, обеспечивающая сопряжение АРМ с другими элементами системы обработки информации, а также модификацию и наращивание возможностей АРМ без прерывания его функционирования.

5. Эргономичность, то есть создание  для пользователя комфортных  условий труда и дружественного интерфейса общения с системой.

В основу классификации АРМ может быть положен ряд классификационных признаков. С учетом областей применения возможна классификация АРМ по функциональному признаку:

1. АРМ административно - управленческого персонала;

2. АРМ проектировщика радиоэлектронной аппаратуры, автоматизированных систем управления и т.д.

3. АРМ специалиста в  области экономики, математики, физики, и т. д.

4. АРМ производственно-технологического  назначения.

 Важным классификационным признаком АРМ является режим его эксплуатации, по которому выделяются одиночный, групповой и сетевой режимы эксплуатации. В первом случае АРМ реализуется на обособленной ПЭВМ, все ресурсы который находятся в монопольном распоряжении пользователя. Такое рабочее место ориентировано на решение нестандартных, специфических задач, и для его реализации применяются ЭВМ небольшой мощности.

 При групповом режиме  эксплуатации на базе одной  ЭВМ реализуется несколько рабочих  мест, объединенных по принципу  административной или функциональной общности. В этом случае требуются уже более мощные ЭВМ и достаточно сложное программное обеспечение. Групповой режим эксплуатации обычно используется для организации распределенной обработки данных в пределах отдельного подразделения или организации для обслуживания стабильных групп специалистов и руководителей.

 Сетевой режим эксплуатации  АРМ объединяет достоинства первого  и второго. В этом случае каждое  АРМ строится на базе одной  ЭВМ, но в то же время имеется  возможность использовать некоторые общие ресурсы вычислительной сети.

          Одним из подходов к классификации АРМ является их систематизация по видам решаемых задач. Возможны следующие группы АРМ:

         1. Для решения информационно-вычислительных задач;

        2. Для решения задач подготовки и ввода данных;

        3. Для решения информационно-справочных задач;

         4. Для решения задач бухгалтерского учета;

         5. Для решения задач статистической обработки данных;

         6. Для решения задач аналитических расчетов.

          Обоснованное отнесения АРМ к определенной группе будет способствовать более глубокому и тщательному анализу, возможности сравнительной оценки различных однотипных АРМ с целью выбора наиболее предпочтительного. (Приложение 1 Рисунок 1)

1.4. Обоснование необходимости организации базы данных

Понятие базы данных. Сложившийся в прошлом подход к проектированию систем сбора и накопления информации и ее эффективного использования для всевозможных целей состоял в автоматизации отдельных процессов в рамках фрагментов предметной области, или как говорят, в создании множества локальных приложений. В силу значительной независимости приложений одни и те же данные многократно представлялись в памяти ЭВМ, а их соответствие действительным значениям обеспечивалось периодическим применением процедур обновления. При изменении каких-либо сведений приходилось корректировать от нескольких до сотен и даже тысяч записей.

При переходе от автоматизации отдельных процессов предметной области к созданию автоматизированных информационных систем требуется не только взаимоувязка приложений, но и качественно новый подход к организации данных. Этот подход состоит в использовании единого хранилища – базы данных. Отдельные пользователи перестают быть владельцами тех или иных данных. Все данные накапливаются и хранятся централизованно. В памяти ЭВМ создается динамически обновляемая модель предметной области.6

Слова “динамически обновляемая” означают, что соответствие БД текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически (раз в месяц, неделю, день), а в режиме реального времени.7

При выборках для разных приложений эти записи могут быть упорядочены по-разному, т.е. пользователи информационной системы имеют возможность обращаться к интересующим их данным, а одни и те же данные могут быть по-разному представлены в соответствии с потребностями пользователей. При этом всякое обращение к данным осуществляется через некий программный фильтр, обеспечивающий, если это необходимо, предварительные преобразования запрошенных пользователем данных.

Отличительной чертой баз данных следует считать совместное хранение данных с их описаниями. Традиционно описания данных содержались в прикладных программах. При этом если обрабатывалось, лишь два поля записи, программа включала описание всей записи. В результате любое изменение в организации приводило к необходимости внесения изменений в созданные программы.

Современный подход требует, чтобы в программе были лишь перечислены необходимые для обработки данные и заданы требуемые форматы их представления. При этом описание баз данных становится независимым от программ пользователей и составляет самостоятельный объект хранения. Эти описания обычно называют метаданными.

Важнейшим компонентом автоматизированной системы сбора, накопления и эффективного использования информации является система управления базами данных (СУБД). Программы составляющие СУБД включают ядро и сервисные средства. Ядро – это набор программных модулей, необходимый и достаточный для создания и поддержания БД. Сервисные программы предоставляют пользователям ряд дополнительных возможностей и услуг по обслуживанию систем баз данных. Языковые средства служат для описания БД и используются для обработки данных пользователями.8

Достоинства интеграции данных. Отметим некоторые достоинства интеграции данных.

1. Интеграция обеспечивает синхронное поддержание данных для всех приложений (файловые системы не обеспечивают такой поддержки).

2. За счет специальной организации устраняется возможная в файловых системах избыточность данных (сведения об объекте БД не дублируются). Как минимум это приводит к сокращению объемов памяти, необходимой для хранения данных.

3. Благодаря сокращению или устранению дублирования данных повышается уровень их достоверности; существенно проще и эффективнее становятся процедуры обновления.

4. Развитие концепции БД представляет собой важный шаг в направлении унификации средств организации данных, что позволяет разработчикам приложений не задумываться над вопросами представления данных в среде хранения. Соответствующие интерфейсы поддерживаются автоматически СУБД. Пользователь не знает, где и как хранятся данные, он лишь сообщает системе, с какими данными желает работать и в каком виде желает их получить.

5. При переходе к использованию БД появляется возможность обеспечить достаточно высокий уровень независимости приложений от организации данных. В современных СУБД описания данных отделены от программ и содержатся в словаре-справочнике данных. В программах задаются лишь имена необходимых для обработки данных и форматы представления значений. Подставляя данные в программу, СУБД предварительно их обрабатывает, в связи с чем изменения организации данных не отражаются на прикладных программах. В этом случае меняются лишь процедуры СУБД, выполняющие предварительную обработку данных.

Обычно выделяются два аспекта независимости приложений от организации данных: логическая и физическая независимость. Первая предполагает возможность “безболезненного” изменения параметров логической организации БД, а вторая – изменения хранения данных в памяти ЭВМ.9

Проблемы интеграции данных. С переходом к концепции БД, данные становятся неким общим ресурсом, целостность которого необходимо защитить от разрушений при сбоях оборудования, при некорректных обновлениях и т.п.

1. Защита данных от разрушения при сбое оборудования. Этот вид защиты часто называют обеспечением физической целостности данных. Физическая целостность обеспечивается средствами ведения системного журнального файла и возможностью восстановления текущего состояния БД на основании копии и журнального файла. В журнальном файле регистрируются все изменения в БД с некоторого периода времени. Копия БД должна быть выполнена на момент начала ведения журнального файла.

2. Защита от некорректных обновлений. Она предупреждает неверное использование данных (в первую очередь – обновления другими пользователями). Такая защита данных называется логической целостностью. Она обеспечивается путем разработки механизмов управления доступом пользователей к данным. Это программные “фильтры”, когда пользователь имеет возможность обрабатывать лишь некоторое подмножество данных. Во-вторых, система выдает пользователю для обработки не всю запись целиком, а лишь часть ее данных. При этом в прикладной программе описываются только эти данные. В-третьих, при описании данных некоторые СУБД позволяют задавать области допустимых значений. Тогда система автоматически проверяет новое значение на допустимость и отвергает некорректные.

3. Защита данных от НСД. Она предполагает введение средств, препятствующих извлечению и обновлению данных некоторыми пользователями. Основное средство обеспечения этой разновидности защиты данных состоит в том, что пользователю предоставляется доступ не ко всей БД, а лишь к некоторой, определенной администратором БД, части данных. При этом обращение к любым другим данным для означенного пользователя становится невозможным.10

Необходимость организации БД на АРМ РД. Непосредственное функциональное назначение АРМ РД – регистрация и документирование информации, поступающей из ВК.

Согласно с функциональным назначением, проектирование БД на АРМ РД должно решить следующие задачи:

1. Создать “динамическую” модель предметной области системы (в которой соответствие БД текущему состоянию предметной области обеспечивается не периодически, а в режиме реального времени);

2. Обеспечить эффективность функционирования, т.е. обеспечить требования ко времени реакции системы на запросы и обновления БД;

3. Обеспечить централизованное хранение данных в памяти ЭВМ;

4. Обеспечить выборку из информационных массивов данных согласно заданным критериям;

5. Обеспечить удобство эксплуатации информационной системы;

6. Обеспечить защиту данных от некорректных обновлений, от разрушений при сбоях оборудования и от несанкционированного доступа.

Эти задачи можно осуществить при помощи создания единого хранилища – базы данных и использования средств СУБД.

1.5. Информационная технология проектирования

автоматизированного рабочего места

В современных условиях автоматизированные рабочие места не создаются с нуля. В экономике практически на всех уровнях управления и во всех экономических объектах (от органов регионального управления, финансово- кредитных организаций, предприятий, фирм до организаций торговли и сфер обслуживания) функционируют системы автоматизированной обработки информации. Однако переход к рыночным отношениям, возросшая в связи с этим потребность в своевременной,, качественной, оперативной информации, оценка ее как важнейшего ресурса в управленческих процессах, а также последние достижения научно- технического прогресса вызывают необходимость перестройки функционирующих автоматизированных систем в экономике, создания информационных систем и информационных технологий на новой технической и технологической базах.11

Поиск рациональных путей проектирования идет по следующим направлениям:

1. Разработка типовых проектных решений, зафиксированных в пакетах прикладных программ (ППП) для решения экономических задач с последующей привязкой ППП к конкретным условиям внедрения и функционирования;

2. Разработка автоматизированных систем проектирования.

Наиболее эффективно информатизации поддаются следующие виды деятельности: бухгалтерский учет, включая управленческий и финансовый; справочное и информационное обслуживание экономической деятельности; организация труда руководителя; автоматизации документооборота; экономическая и финансовая деятельность, обучение.

Наибольшее число ППП создано для бухгалтерского учета. Среди них можно отметить «1С: бухгалтерия», «Турбо-Бухгалтер», «Инфо-Бухгалтер», «Парус» и др.

Справочное и информационное обеспечение управленческой деятельности представлено следующими ППП «Гарант» (налоги, бухучет, аудит, предпринимательство); «Консультант +» (налоги, бухучет, аудит, предпринимательство).

Экономическая и финансовая деятельности представлении следующими ППП :

- Экономический анализ  и прогноз деятельности фирмы, организации, реализующий функции: экономический анализ деятельности фирмы, предприятия; составления бизнес-планов;

- технико-экономическое обоснование возврата кредитов; анализ и отбор вариантов деятельности; прогноз баланса, потоков денежных средств и готовой продукции.

В последнее время все большее число организаций, предприятий, фирм предпочитают покупать готовые пакеты и технологии, а если необходимо, добавлять к ним свое программное обеспечение, так как разработка собственных ИС и ИТ связана с высокими затратами и риском.

Автоматизированные системы проектирования- второй, быстроразвивающийся путь ведения проектировочных работ.12

1.6. Эргономика аппаратных и программных средств                                                                              автоматизированных систем обработки информации и управления

Ускоренное и масштабное развитие приобрели эргономические исследования и разработки в области аппаратных и программных средств вычислительной техники, а также проектирование деятельности пользователя с компьютером и формирование рабочей среды. Основная цель- обеспечить создание компьютерных систем, наиболее пригодных к использованию, удобных и безопасных.

Производители и пользователи уделяют пристальное внимание учету требований эргономики при создании компьютерных систем, созданию «дружественных» человеку систем. Это позволяет:

1. Сократить время обучения и затраты на него;
2. Уменьшить число ошибок человека при вводе данных и получении информации;
3. Исключить потребность в экстенсивных системах поддержки пользователей и оказании экстренной помощи;
4. Повысить эффективность работы специалистов;
5. Снизить стоимость отладки;
6. Обеспечить безопасность и сохранение здоровья пользователей;
7. Увеличить конкурентоспособность одного типа компьютерных систем по сравнению с другими при идентичных технических и функциональных возможностях;
8. Повысить способность пользователя к принятию новых систем.

В связи с широкой компьютеризацией различных сфер жизни каждый человек- потенциальный пользователь информационной технологии, и большинство людей не заинтересованы тратить много времени на приобретение профессиональных навыков работы с многочисленными вычислительными системами разной конструкции. Поэтому перед фирмами- изготовителями, способными превращать в капитал естественное взаимодействие человека и вычислительной техники, открывается огромный рынок.13