Рассмотрим подробнее первый пример. В настоящее время управление технологическими процессами в сложных объектах осуществляется человеко-машинными автоматизированными системами управления (АСУ ТП). Выполнение функций оператора в АСУ ТП накладывает на специалиста большую ответственность, так как от безошибочности, надежности и своевременности его действий в значительной степени зависит качество работы всей системы. При взаимодействии оператора с системой управления необходимо свести к минимуму несовместимость характеристик человека и технических средств, поскольку нарушение информационных процессов в деятельности оператора приводит к снижению достоверности его работы. Поэтому экранные формы на рабочих станциях (промышленных компьютерах) должны обеспечивать высокую точность и скорость процессов восприятия и запоминания технологической информации оператором, а психологический процесс преобразования информации оператором должен осуществляться в благоприятных условиях путем минимизации отрицательных факторов: чрезмерной информационной загрузки, неоптимальных способов выполнения действий, нерационального распределения функций между человеком и техническими средствами, высокого темпа работы или монотонии и др.
Например, если произвести классификацию информационных процессов, выполняемых оператором, по быстродействию и аналогичную классификацию процессов в компьютере, то сравнение одноименных процессов по быстродействию наглядно продемонстрирует, какие процессы необходимо согласовать на программно-технической или организационной основе.
Сочетание структурно-функционального метода с исследованием (моделированием) изучаемых объектов и самоконтролем качества усвоения учебного материала студентами (учащимися) представляет собой основу методической системы обучения, которую можно назвать системным обучением, отражающим системный подход в развитии методологии научного познания.
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МЕТОДА В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
4.1. Методология технического творчества
Процесс дифференциации технического знания в настоящее время настолько опережает интегративные процессы, что техническое знание все больше превращается в конгломерат локальных концепций, объясняющих отдельные технические явления. При этом теряется знание общих закономерностей, широко действующих технических принципов, недостаточно создается теоретических понятий, идеализированных объектов, теорий, характеризующих сущность исследуемых явлений более высокого порядка. Познавательный процесс в технических науках тормозится острым недостатком общетехнических дисциплин, которые могли бы быть основой комплексного поиска усложняющихся технических систем.
Общетехнические дисциплины должны включать науку технического творчества (разработки, проектирования и конструирования), науку изготовления и науку эксплуатации. Наука технического творчества должна создавать рациональную основу разработки, проектирования, конструирования объектов и систем и включать, наряду с другими компонентами, теорию технических систем и методологию технического творчества.
Теория технических систем будет способствовать рациональному пониманию существенных свойств технических средств, осуществляющих преобразование массы, энергии и информации в системе. В настоящее время теория технических систем находится еще на начальной стадии развития, а методология технического творчества основана на теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) Г.С. Альтшуллера и включает описание творческой деятельности с выделением отдельных процедур и методы творческой деятельности.
Развитие структурно-функционального метода изучения технических объектов приводит к научно-обоснованному алгоритму решения творческих задач в области автоматики и вычислительной техники, который включает следующие основные этапы:
1) представление исходного устройства в виде системы управления узлом, формирующим выходную величину;
2) классификацию информационных процессов в устройстве по достоверности;
3) анализ необходимости реализации в устройстве отсутствующих информационных процессов или возможности исключения отдельных информационных процессов;
4) анализ возможности исключения отдельных модулей путем передачи их функций другим модулям;
5) анализ необходимости построения локальных систем управления;
6) анализ необходимости добавления средств контроля работы узлов устройства;
7) анализ необходимости перехода от ИОС к РОС;
8) классификацию информационных процессов в устройстве по характеристикам: надежности, быстродействию, точности, устройству и др.;
9) анализ необходимости и способов улучшения этих характеристик.
Рассмотренный алгоритм решения творческих задач в области автоматики и вычислительной техники дает научную стратегию поиска оптимального технического решения и во много раз упрощает применение ТРИЗ при последующем выборе элементов и узлов для реализации технического решения. Актуальность применения этого алгоритма объясняется тем, что учебная и научно-техническая литература рассматривает применение ТРИЗ, главным образом, в механико-машиностроительной отрасли, а эвристические приемы преобразования технического объекта нельзя использовать в области автоматики и вычислительной техники.
На рис. 21 показан пример реализации пятого этапа алгоритма решения творческих задач. Известные кольцевые счетчики для построения распределителей импульсов(а) содержат последовательно включенные триггеры Т1 – Тn и генератор импульсов сдвига (ГИС). Перед началом работы все триггеры находятся в состоянии «0», а в триггер первого разряда Т1 записывается единица (У.1). При появлении первого импульса с ГИС триггер Т1 устанавливается в состояние «0», а триггер Т2 – в состояние «1». Второй импульс с ГИС устанавливает триггер Т2 в состояние «0», а последующий триггер в состояние «1» и т.д.
Рис. 21. Кольцевой счетчик:
а – исходная схема;
б – усовершенствованная схема
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.