Общая характеристика автоматизированных информационных систем

Ручные сканеры - самый простой вид сканеров, дающий наименее качественное изображение. Они не имеют движущихся частей, и сканирование происходит путем передвижения сканера по документу. Недостатком является узкая полоса сканирования. Их используют для сканирования текстов, а для сканирования иллюстраций они не пригодны.

Листовые (протяжные) сканеры. Можно сканировать сразу весь лист целиком за один проход. Блок сканирования у таких сканеров неподвижен, а бумага проходит через сканер с помощью специальных валиков. Листовые сканеры гарантируют хорошее качество, но они предназначены для сканирования отдельных листов. Перевести с помощью этого сканера в электронную форму страницу книги или разворота журнала практически невозможно.

Планшетные сканеры обеспечивают наилучшее качество и максимальное удобство при работе с бумажными документами. Под крышкой планшетного сканера располагается прозрачное основание, на которое укладывается документ. Блок сканирования перемещается вдоль документа внутри корпуса сканера. Сегодня планшетные сканеры наиболее популярны, так как позволяют сканировать не только отдельные листы, но и переплетенные книги, журналы и т. п.

Разновидностью планшетного сканера является сканер с прозрачным корпусом, который может быть установлен вертикально, горизонтально и под углом. В этом сканере, благодаря ударопрочному поликарбонатному стеклу корпуса, хорошо видно, как заложен оригинал, и можно избежать его «косой» закладки.

Барабанные сканеры обеспечивают самое лучшее разрешение, но они предназначены не для копирования бумажных форм, а для сканирования прозрачных материалов. В сканерах этого типа сканирующая головка установлена неподвижно, а цилиндр вращается с большой скоростью, сканируя построчно.

Сканеры форм предназначены для сканирования стандартных бланков. Этот вид сканера является подвидом листового сканера (используется, например, на выборах - для бюллетеней). 

Штрих-сканеры - это разновидность ручного сканера; используется для считывания штрих-кодов (например, в магазине).

Связь сканера с ОС. Для подключения сканера к ПК используют различные методы. Существуют сканеры со специальной платой расширения (контроллер). Плату устанавливают в одно из расширений материнской платы ПК, а сканер - к разъему платы. Некоторые сканеры подключают к свободному параллельному порту, в таком случае передача данных идет медленнее, но зато без дополнительных устройств. Аппаратные интерфейсы сканеров отличаются многообразием, поэтому была проведена стандартизация программных интерфейсов, которые обеспечивают связь сканера с ОС. Если сканер поддерживает протокол (обычно протокол TWAIN), то ОС способна обеспечить взаимодействие между сканером и программным приложением, предназначенным для работы с текстом (например, ОС Windows способна обеспечить взаимодействие между сканером и программным приложением).

После сканирования документа получают его графический образ, который нужно распознать, отредактировать и записать в том формате, который необходим для его дальнейшего использования. Для этих целей служат специальные программы. Например, программа Fine Reader фирмы АВВYY.

Для ввода звуковой информации служит микрофон, который должен быть подключен к звуковой карте, находящейся в системном блоке компьютера.

2.4.4 Средства хранения и обработки информации (СХО)

Компьютер - центральный компонент хранения и обработки данных. Смена элементной базы ЭВМ происходила по этапам:

I (с 1951 г.) - на электронных лампах;

II (с 1953 г.) - на транзисторах (полупроводниках);

III (с 1962 г.) - на интегральных схемах;

IV (с 1970 г.) - на больших интегральных схемах.

Развитие ЭВМ давало толчок для создания более совершенной техники для АИС.

Ввод, обработка и хранение информации осуществляются средствами ЭВМ различного класса в зависимости от решаемых задач. Но именно персональный компьютер (ПК) стал тем инструментом, который позволяет в рамках разнообразных АИС обеспечить решение этих задач. Персональный компьютер заменил многие технические средства, ранее работавшие в АИС. На вход ПК поступает информация одного вида, а выходит - другая, обработанная.

ПК - это не один электронный аппарат, а комплекс взаимодействующих устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Обычно ПК состоит из системного блока (главный компонент), клавиатуры и дисплея (устройства ввода-вывода), мыши (ручного манипулятора, облегчающего ввод и общение пользователя с ПК). Но часто подключают и другие устройства ввода-вывода: сканер, модем (устройство преобразования сигналов для использования телефонной сети), принтер и плоттер (устройства вывода текстовой и графической информации) и пр.

Операционная система Windows ХР, используя технологию Рlug & Р1ау («подключи и пользуйся»), обеспечивает возможность работы с периферийным устройством сразу же после его подключения к компьютеру. Рlug & Р1ау  (корпорации Intel) - набор спецификаций, позволяющий автоматически обнаруживать и настраивать устройства, подключенные к ПК, и устанавливать соответствующие драйверы.

Устройства подключаются через разъемы к портам ПК, расположенным, как правило, на задней стенке системного блока ПК. Порт - разъем, к которому подключаются устройства, передающие данные с ПК и на него. Принтеры обычно подключают к параллельным (LТР), а внешние модемы к последовательным (СОМ) портам. Примерно 127 периферийных устройств (динамики, сканеры, камеры и др.) можно задействовать через порт USВ (универсальная последовательная шина). Шина - коммуникационная линия, предназначенная для передачи данных между компонентами ОС.  USВ - внешняя шина, поддерживающая установку самонастраивающихся устройств по технологии Рlug & Р1ау. USВ не требует установки дополнительных плат, а ее интерфейс удобен и прост.

Основной узел системного блока - материнская плата, на которой расположена вся вычислительная часть ПК. Здесь находится микросхема процессора, выполняющая арифметические и логические операции под управлением программы. Здесь же - микросхемы оперативной памяти, в которую загружается выполняемая программа с необходимыми данными.

Внутри системного блока отдельно закреплены магнитные накопители:

• дисковый накопитель (жесткий диск, винчестер) - постоянное  хранилище  программ  и  данных.  Емкость  современных винчестеров достигает 10 Гбайт и более:

• дисководы для гибких магнитных дисков (ГМД);

• дисководы для компакт-дисков СD и DVD.

Кроме того, записать/перезаписать информацию можно на флеш-диски - миниатюризированные диски размером в несколько сантиметров, подключаемые к ПК через разъем к порту USВ.

Для записи информации на компакт-диски и ее считывания существуют устройства - СD-рекордеры.

Сменные носители (дискеты, компакт диски, DVD) служат для переноса информации.

Дискеты (флоппи-диски) имеют в основном размер 3,5 дюйма и объем памяти 1,2 и 1,44 Мбайт. Гибкие диски - это пластиковый футляр, содержащий магниточувствительную пленку, на которую записывается информация.

Объем памяти флэш-дисков 256 Мбайт и выше.

Объем памяти компакт-диска диаметром 12 см и толщиной 1.2 мм может достигать 640-700 Мбайт. Диски могут хранить информацию разного вида. Имеются компакт-диски (СD-R – СD Recordable) только для записи и чтения единожды записанной информации. Их называют записываемые компакт-диски. Так называемые перезаписываемые диски СD-RW (СD - Rewritable) используются для многократной записи информации. Информация на них записывается медленнее, чем на СD-R, но объем памяти у СD-RW не меньше. Запись и воспроизведение выполняется с помощью низкочастотного, так называемого красного лазера.

Объем памяти DVD достигает 4,7 Гбайт, что в несколько раз выше, чем у СD. На них в основном записывают цифровую видео- и звуковую информацию.

В перспективе - применение носителей нового поколения, использующих технологию красного лазера, которые могут работать с имеющейся техникой: FVD (Forward Versatile Disc) емкостью 6 Гбайт и двухслойный FVD - 11 Гбайт.

Планируется использовать синие диски (В1uе-rау Disk) размером 12 см и объемом памяти 25 Гбайт, производимых на основе высокочастотных синих лазеров. Корпорация Sony разработала для формата В1uе-rау Disk дисковый носитель информации с основой из легкого картона, которая должна заменить обычно используемый поликарбонатный пластик.

Основу современных АИС составляют базы данных (знаний), в которых накапливаются большие объемы информации, выполняется их обработка и хранение. Существующие стандартные СУБД для универсальных ПК уже не очень эффективно управляют этой работой. Считается, что необходимо создать специализированные АИС, которые бы реализовали только функции СУБД. Но для этих целей нужны ЭВМ другой архитектуры. Появились даже прототипы машин баз данных - МБД (DВМ — Database machine).

 МБД - аппаратно-программный мультимикропроцессорный комплекс, осуществляющий функции СУБД, для работы с базами данных и/или базами знаний.

МБД предназначены в основном для работы с реляционными БД и используются в промышленности и коммерческих проектах. Выделяют МН - многопроцессорные неоднородные и сетевые МБД. Например, МН Delta состоит из четырех реляционных процессоров (РП), которые с высокой производительностью выполняют операции реляционной алгебры над отношениями большого объема. При этом каждый процессор может выполнять отдельную операцию независимо от других РП или параллельно. РП имеет центральный процессор, который выполняет логические операции. Два адаптера иерархической памяти помогают в работе с входными и выходными потоками данных. Процессор слияния (ПСЛ) и двенадцать процессоров сортировки (ПСО) осуществляют конвейерную сортировку отношений и слияние отсортированных сегментов отношений. Для увеличения скорости ввода-вывода в МН МБД в качестве кэш-диска используется большая полупроводниковая буферная память.

В сетевых МБД хранение данных осуществляется на большом количестве НМД. Сетевые МБД объединяют универсальные микропроцессоры и устройства массовой памяти (УМП). Появились серийные однокристальные транспьютеры, которые содержат процессор, память и каналы (порты ввода-вывода), например транспьютер IMS Т414 фирмы INMOS. Основной элемент транспьютеров - транспьютерная матрица. Появление этой техники привело к широкому созданию сетевых МБД.

Применение в АИС нашла коммерческая МБД DВС 1012 фирмы Teradata, включающая восемь обрабатывающих процессоров ПМД. Каждый ПМД имеет магнитные дисковые накопители (НМД). ПМД подключаются к сети, в узлы которой встроены высокоскоростные процессоры и программируемые управляющие логические матрицы. К сети подключены коммуникационные процессоры для взаимодействия с главной ЭВМ.

Развивается также направление по созданию недорогих коммерческих устройств на серийных процессорных элементах с шинным интерфейсом, которые используются МБД (например, МБД IDМ 500 фирмы Britton ).

2.4.5 Средства вывода и воспроизведения информации (СВВ)

Дисплей - необходимое устройство визуального вывода и воспроизведения информации на экране. Он работает под управлением видеоадаптера - платы с микросхемой, которая находится в системном блоке ПК. Видеоадаптер предусматривает текстовый и графический режимы работы. Используют в основном цветные дисплеи с видеоадаптерами VGА, АVGА (супер VGА). Число цветов зависит от типа адаптера, его разрешения и объема видеопамяти. Разрешение АVGА достигает 1024x768 точек (пикселов). Размер пиксела зависит от размера зерна люминофора, покрывающего экран. Размер зерна может достигать 0,39, 0,31, 0,28 мм и быть меньше. Размеры экрана тоже могут быть разными: 14, 15, 17, 20 дюймов и выше.

Принтер - устройство вывода информации на печать. В настоящее время чаще всего используют струйные и лазерные принтеры. Струйный принтер печатает с помощью распыления специальных мелкодисперсных чернил. Струйные принтеры очень чувствительны к применяемым расходным материалам (бумаге и картриджам). Лазерные принтеры чувствительны к правильной закладке бумаги в подающие лотки и использованию оригинальных картриджей.

Акустические системы (звуковые колонки, наушники) - устройства вывода звуковой информации. Для воспроизведения качественного звука левая и правая колонки должны звучать одинаково.

Индикаторы - приборы (устройства), отображающие ход какого-либо процесса, полученные результаты, состояние объекта наблюдения и другую информацию в простой и доступной человеку форме. Индикаторами могут служить лампа, звонок, стрелочный или цифровой прибор, табло.

Могут использоваться и другие устройства вывода, например большие экраны, плоттеры.

 

 

 

2.5 Правовое, организационное, методическое и эргономическое обеспечение

 

ГОСТ 34.003-90 предлагает следующие определения:

Правовое обеспечение АС - «совокупность правовых норм, регламентирующих правовые отношения при функционировании АС и юридический статус результатов ее функционирования».

Организационное обеспечение АС - «совокупность документов, устанавливающих организационную структуру, права и обязанности пользователей и эксплуатационного персонала АС в условиях функционирования, проверки и обеспечения работоспособности АС».

Методическое обеспечение АС - «совокупность документов, описывающих технологию функционирования АС, методы выбора и применения пользователями технологических приемов для получения конкретных результатов при функционировании АС».

Эргономическое обеспечение АС - «совокупность реализованных решений в АС по согласованию психологических, психофизиологических, антропометрических, физиологических характеристик и возможностей пользователей АС с техническими характеристиками комплекса средств автоматизации АС и параметрами рабочей среды на рабочих местах персонала АС».

Правовое обеспечение АИС. Главной целью правового обеспечения является укрепление законности. В состав правового обеспечения входят законы, указы, постановления государственных органов власти, приказы, инструкции и другие нормативные документы министерств, ведомств, местных органов власти.

Специалисты и другие пользователи, работающие с системой, прежде всего должны знать действующие в стране законы, регламентирующие области работ, с которыми они соприкасаются. Им должны быть хорошо известны основные положения таких Законов Российской Федерации как: