Структурно-функциональный метод изучения технических объектов и исследований, страница 8

В системах с информационной обратной связью приемник только информирует передатчик о поступающих сообщениях путем посылки по обратному каналу связи соответствующих сигналов, которые принято называть квитанциями. Для передачи сообщений помехозащищенный код не используется. Передатчик сверяет квитанцию с тем, что было передано в действительности, и в случае несоответствия посылает по прямому каналу связи знак несогласия и повторяет сообщение. Если принимаемые по прямому каналу связи сообщения высылаются по обратному каналу в форме простого повторения, информационная обратная связь называется ретрансляционной.

В системах с решающей обратной связью заключение о необходимости повторить сообщение возлагается на приемник, который играет более активную роль при приеме информации. Приемник анализирует полученное сообщение, закодированное помехозащищенным кодом, и, если сообщение оказывается неразборчивым, посылает по обратному каналу сигнал переспроса. По аналогии с ретрансляционной обратной связью в системах с решающей обратной связью простейшим помехозащищенным кодом является повторительный код, у которого проверочная (контрольная) часть представляет собой точную копию информационной части.

На рис. 4 показаны обобщенные структуры реализации принципа контроля достоверности работы любых информационных устройств. Характеристика структур контроля приведена в табл. 1. Из рассмотрения рис. 4 и табл. 1 следует, что ИОС реализует внешний контроль достоверности работы устройств, а РОС – самоконтроль.

Рис. 4. Обобщенные структуры реализации принципа контроля достоверности работы устройств:

а – на основе ИОС; б – на основе РОС

Таблица 1

Характеристика структур контроля

Характеристика структур контроля	Принцип контроля
	ИОС	РОС
1. Использование помехозащищенного кода (избыточной информации)	Не используется	Используется
2. Место включения устройства контроля	Источник информации	Контролируемое устройство
3. Вид информации в обратной связи	Выходные сигналы контролируемого устройства	Выходные сигналы ошибки и подтверждения устройства контроля

С целью познания логики развития информационно-управляющих систем было проведено их эволюционное исследование (изучение наращивания структурных и функциональных свойств) с помощью классификации информационных процессов на основе принципов построения средств контроля достоверности работы устройств (рис. 5). Исследование включало анализ большого количества систем, созданных в течение последних десятилетий.

Как было отмечено ранее, эволюция дискретных систем связи представляет собой переход от передачи информации без обратной связи после исчерпания возможностей ее улучшения к передаче с информационной обратной связью и далее к передаче с решающей обратной связью. Эволюция контроля достоверности остальных информационных процессов также включает три этапа: БОС, ИОС, РОС. На рис. 6 приведены в качестве примера структуры контроля достоверности работы оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). Для выявления эволюции структурных свойств технических систем управления информационные процессы можно классифицировать на основе различных характеристик (табл. 2).

Рис. 6. Структуры контроля достоверности работы оперативного запоминающего устройства (ОЗУ):

а – БОС; б – на основе ИОС; в – на основе РОС;

ИР – информационные разряды; КР – контрольные разряды помехозащищенного кода

Таблица 2

Структурная эволюция технических средств систем автоматического управления

Основные характеристики	Этапы эволюции
	Начальный	Переходный	Современный
1. Достоверность	БОС	ИОС	РОС
2. Надежность	Без резервирования	Модульное резервирование	Системное резервирование
3. Быстродействие	Последователь-ное	Параллельно-модульное	Параллельно-системное
4. Точность	Аналоговые устройства	Аналого-цифровые устройства	Цифровые устройства
5. Устройство	Специализиро-ванные устройства	Типовые функциональные модули	Типовые системы

Сложные системы управления реализуют принцип иерархичности управления, при котором функции управления распределяются между соподчиненными частями системы. Сложная система управляет технологическим объектом, обрабатывающим материальные и энергетические потоки. Информационные процессы в самой системе осуществляются более простыми средствами управления, для которых объектами управления служат функциональные узлы или устройства автоматики и вычислительной техники.

Взаимодействие объектов и средств управления показано на рис. 7. Устройство управления осуществляет управление информационными процессами в системе управления технологическим объектом. Количество ветвей соответствует количеству информационных процессов в системе управления за исключением управления информационными процессами. Иерархия управления имеет линейную структуру. На каждом уровне управления средства управления реализуют все или часть информационных процессов, а по отношению к более высокому уровню управления являются объектами управления.

Рис. 7. Структура взаимодействия объектов и средств управления в информационно-управляющих системах

Ключевое понятие сложности системы управления остается в значительной мере интуитивным. Главная причина этого заключается в недостаточном развитии общей теории систем. При использовании информационного подхода сложность системы управления определяется числом информационных процессов на уровне управления технологическим объектом, количеством контролируемых информационных процессов и количеством уровней управления при реализации информационных процессов. Поэтому сложность информационной структуры системы управления можно ориентировочно оценить по формуле:

,