Принято выделять некоторые основные составные части, входящие в АСНИ. К их числу обычно относят:
1. Научно-методическое обеспечение. Эта составная часть АСНИ включает в себя различного рода методы, способы, методики, алгоритмы проведения эксперимента, обработки и представления экспериментальных данных. Можно выделить частные виды НМО, характерные для достаточно узкой предметной области и НМО общего применения, которое одинаково успешно может использоваться в различных предметных областях.
2. Техническое обеспечение АСНИ включает в себя комплекс используемых технических средств: ЭВМ, измерительную аппаратуру, экспериментальную установку, устройства связи с объектом и другие устройства, обеспечивающие функционирование АСНИ и её отдельных частей.
3. Программное обеспечение АСНИ содержит документы с текстами программ, программы на машинных носителях, различные эксплуатационные документы, позволяющие реализовать основные функции АСНИ, различные режимы её работы, эффективное взаимодействие пользователей с техническими ресурсами АСНИ.
4. Информационное обеспечение АСНИ включает в себя различного рода базы и банки данных, информационно-поисковые системы, справочные и обучающие системы, а также программные средства, обеспечивающие работу с имеющейся и вновь поступающей информацией, и соответствующие информационные документы.
5. Метрологическое обеспечение АСНИ содержит дополнительную аппаратуру, методические материалы, инструкции и т.д., предназначенные для обеспечения необходимых метрологических характеристик системы, точности и достоверности измерительной информации.
6. Организационно-правовое обеспечение включает в себя методические и руководящие материалы, положения, приказы, квалификационные требования, инструкции для пользователей, которые регламентируют взаимодействие пользователей с системой, порядок эксплуатации и развития АСНИ, способы организации доступа отдельных исследователей и групп исследователей к ресурсам коллективного пользования.
В дальнейшем основное внимание будет уделяться первым трем составным частям АСНИ, т.е. научно-методическому, техническому и программному обеспечению АСНИ.
Основные принципы построения современных АСНИ
Автоматизированная система научно-технических исследований представляет собой аппаратно-программный комплекс на базе средств вычислительной техники, предназначенный для получения, уточнения и апробации математических моделей исследуемых объектов, явлений, процессов.
Несмотря на недостаточную полноту приведенного определения, в нем представлены три существенных момента, характерных именно для АСНИ:
ключевая роль средств вычислительной техники (практически никакая АСНИ не обходится без неё);
единство аппаратных и программных средств;
целевое назначение АСНИ, её ориентация на получение математических моделей в виде формул, графиков, таблиц, диаграмм и т.д.
Целью любого научного исследования является построение модели, наилучшим образом отражающей свойства реального объекта (процесса или явления). Создание модели осуществляется сопоставлением теории и эксперимента. Это сопоставление носит, как правило, итерационный характер, что можно отобразить в виде алгоритма.
На каждом шаге итерации происходит уточнение модели, что ведет обычно к ее усложнению.
На теоретической стадии это ведет к необходимости применения все более сложного математического аппарата, широкого использования ЭВМ с высокой производительностью.
На экспериментальной стадии научного исследования усложнение модели объекта приводит к увеличению потоков информации и требует, начиная с некоторого момента, создания АСНИ.
При созданию АСНИ преследуется достижение следующих основных целей:
1. Повышение эффективности и качества научных исследований на основе получения и уточнения более полных моделей исследуемых объектов.
2. Получение качественно новых научных результатов, достижение которых невозможно без использования АСНИ.
3. Снижение сроков и трудоемкости научных исследований.
В основу АСНИ положены принципы обмена информацией между исследователем и экспериментальной установкой в реальном масштабе времени.
При этом АСНИ осуществляет:
сбор измерительной информации, ее первичную обработку (алгоритм процесса исследования).
Ввод управляющей информации и выдачу ее в экспериментальную установку.
Хранение информации и обмен ею с высокопроизводительными ЭВМ.